题目内容

3.如图所示,质量为m的带负电的小物块置于倾角为53°的绝缘光滑斜面上,当整个装置处于竖直向下的匀强电场中时,小物块恰好静止在斜面上.现将电场方向突然改为水平向右,而场强大小不变,则(  )
A.小物块仍静止B.小物块的机械能将增大
C.小物块将沿斜面加速下滑D.小物块将脱离斜面运动

分析 对小球受力分析,根据共点力的平衡条件可得出小球受力间的关系;电场方向改变后,分析物体受到的合力可得出物体运动情况.

解答 解:电场向下时,小球处于平衡状态,由于斜面光滑,若小球受弹力,则不可以平衡,故小球只能受重力和向上的电场力而处于平衡,故电场力F=mg;
当电场方向水平向右时,电场力水平向左,因电场力等于重力,故合力方向沿与水平地面成45°的方向上,如图所示,将合力再沿斜面和垂直于斜面分解,则可知垂直斜面方币受力平衡,合力沿斜面方向,故物体沿斜面向下加速运动,除重力外,电场力做正功,机械能增加,故BD正确,AC错误.
故选:BD

点评 本题共点力的平衡类问题,解题的关键在于正确的进行受力分析;注意弹力和摩擦力可以用假设法进行判断.

练习册系列答案
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15.某物理兴趣小组在学习了电流的磁效应后,得知长直通导线周围某点磁场的磁感应强度B的大小与长直导线中的电流大小I成正比,与该点离长直导线的距离r成反比.该小组欲利用如图甲所示的实验装置验证此结论是否正确,所用的器材有:长直导线、学生电源,直流电流表(量程为0~3A)、滑动变阻器、小磁针(置于刻有360°刻度的盘面上)、开关及导线若干.

实验步骤如下:
a.将小磁针放置在水平桌面上,等小磁针静止后,在小磁针上方沿小磁针静止时的指向水平放置长直导线,如图甲所示;
b.该小组测出多组小磁针与通电长直导线间的竖直距离r,长直导线中电流的大小I及小磁针的偏转角度θ;
c.根据测量结果进行分析,得出结论.
回答下列问题:
(1)某次测量时,电路中电流表的示数如图乙所示,则该电流表的读数为2.00A.
(2)在某次测量中,该小组发现长直导线通电后小磁针偏离南北方向的角度为30°(如图丙所示),已知实验所在处的地磁场水平分量大小为B0=3×10-5T,则此时长直导线中的电流在小磁针处产生的磁感应强度B的大小为1.7×10-5T(结果保留两位小数).
(3)该小组通过对所测数据的分析,作出了小磁针偏转角度的正切值tanθ与$\frac{I}{r}$之间的图象如图丁所示,据此得出了通电长直导线周围磁场的磁感应强度B与通电电流I成正比,与长导线的距离r成反比的结论,其依据是B=Btanθ,而偏角的正切值与$\frac{I}{r}$成正比.
(4)通过查找资料,该小组得知通电长直导线周围某点的磁感应强度B与电流I及距离r之间的数学关系为B=$\frac{{μ}_{0}}{2π}$•$\frac{I}{r}$,其中μ0为介质的磁导率.根据题给数据和测量结果,可计算出μ0=4π×10-7T•m/A.

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