题目内容
16.如图甲所示,一质量为m的带电小球,用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中,静止时悬线与竖直方向成θ角.小球位于A点,某时刻突然将细线剪断,经过时间t小球运动到B点(图中未画出)已知电场强度大小为E,重力加速度为g,求:(1)小球所带的电荷量q;
(2)A、B两点间的电势差U.
分析 (1)小球处于静止状态,分析受力,作出受力图,根据平衡条件和电场力公式求解电荷量q;
(2)将细线突然剪断小球将沿细线方向做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律求解加速度a,再根据匀变速直线运动求解位移,再计算A、B两点间的电势差U.
解答 解:(1)小球处于静止状态,小球受到重力、绳子的拉力和电场力三力平衡,对小球受力分析如图:
细线的拉力和电场力的合力等于重力
则tanθ=$\frac{Eq}{mg}$
可知 q=$\frac{mgtanθ}{E}$
(2)细线剪断后,小球受到的重力和电场力大小方向不变,合力恒定不变,小球做初速度为零的匀加速直线运动,
设沿电场方向的加速度为a,
根据牛顿第二定律得:a=$\frac{qE}{m}$
已知初速度为零,时间为t
沿电场方向上的位移为:x=$\frac{1}{2}$at2
A、B两点间的电势差为:U=Ex
联立解得:U=$\frac{1}{2}$Egt2tanθ
答:(1)小球所带的电荷量q为$\frac{mgtanθ}{E}$;
(2)A、B两点间的电势差U为$\frac{1}{2}$Egt2tanθ.
点评 本题考查带电物体在电场中的平衡问题,分析受力情况是解决问题的关键,并根据受力情况判断小球的运动情况.
练习册系列答案
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5.带电体A固定在绝缘支架上,用一根绝缘丝线将带电小球依次悬挂在1、2、3、4、5、6六个不同的位置,丝线偏转情况如图所示.小球在不同位置时受到带电体A的库仑力( )
A. | 方向不同,离A越远库仑力越小 | B. | 方向相同,离A越远库仑力越小 | ||
C. | 方向相同,离A越远库仑力越大 | D. | 方向不同,离A越远库仑力越大 |
6.如图所示,是由电荷量分别为+6q和-q的两个点电荷组成的一个电荷系统,其中A、B是两点电荷所在位置,N、P、Q是AB连线上的三点,N点的电场强度为零.若规定无限远处的电势为零,则下列说法正确的是( )
A. | 图中左侧A点为+6q的点电荷 | B. | P点场强大于Q点场强 | ||
C. | P点电势高于Q点电势 | D. | N点的电势大于零 |
1.如图所示,A,B,C是水平面上同一直线上的三点,其中AB=BC.在A点正上方高为h的O点以初速度v0水平抛出一小球,刚好落在B点,不计空气阻力,重力加速度为g,则小球运动的轨迹与OC连线的交点D时的速度大小为( )
A. | $\sqrt{{{v}_{0}}^{2}+2gh}$ | B. | $\sqrt{{{v}_{0}}^{2}+gh}$ | C. | $\sqrt{{{v}_{0}}^{2}+\frac{1}{2}gh}$ | D. | $\sqrt{{{v}_{0}}^{2}+\frac{1}{4}gh}$ |
8.下列说法正确的是( )
A. | 物体质量越大惯性越大 | |
B. | 人在静止时没有惯性,运动起来才有惯性 | |
C. | 太空中处于失重状态的物体没有惯性 | |
D. | 物体的速度越大,其惯性越大 |
6.随着“神舟十号”与“天宫一号”成功牵手,我国将于2020年前发射月球登陆器.月球登陆器返回地球时,先由月球表面发射后绕月球在近月圆轨道上飞行,经轨道调整后与在较高圆轨道上运行的轨道舱对接,对接完成后再经加速脱离月球飞回地球.下列说法中正确的是( )
A. | 登陆器从月球表面发射到近月圆轨道时的发射速度等于7.9km/s | |
B. | 登陆器在近月圆轨道上运行的速度必须大于月球第一宇宙速度 | |
C. | 登陆器在近月圆轨道上飞行的加速度小于轨道舱的飞行的加速度 | |
D. | 登陆器与轨道舱对接后,若加速到等于或大于月球第二宇宙速度就可以返回地球 |