题目内容
9．
一根长为l=20cm的丝线吊着一质量为m=2×10-3kg，带电荷量为q=5×10-5C 的小球静止在水平向右的匀强电场中，如图所示，丝线与竖直方向成37°角，现突然将该电场方向变为竖直向下且大小不变，不考虑因电场的改变而带来的其他影响（重力加速度g=10m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8），求：（1）匀强电场的电场强度的大小；
（2）小球经过最低点时丝线的拉力．
分析 （1）以小球为研究对象，分析受力情况，由于小球处于静止状态，合力为零，由平衡条件分析电场力的方向，求解电场强度大小；
（2）当电场方向变为向下后，小球受到的电场力竖直向下，向下做圆周运动，根据动能定理求解小球经过最低点时的瞬时速度；小球经过最低点时，由重力、电场力和丝线的拉力的合力提供了向心力，根据牛顿第二定律求解丝线对小球的拉力．
解答 
解：（1）小球静止在电场中的受力分析如图所示：
显然小球带正电，由平衡条件得：
mgtan 37°=Eq
解得：E=$\frac{3mg}{4q}$=300N/C
（2）电场方向变成竖直向下后，小球开始做圆周运动，重力、电场力对小球做正功．小球由静止位置运动到最低点时，由动能定理得：
（mg+qE）（1-cos 37°）l=$\frac{1}{2}$mv2
由圆周运动知识，在最低点时，有：FT-（mg+qE）=m$\frac{{v}^{2}}{l}$
联立以上各式，解得：FT=$\frac{49}{20}$mg=4.9×10-2N
答：（1）匀强电场的电场强度的大小为300N/C；
（2）小球经过最低点时丝线的拉力为4.9×10-2N．
点评 运用动能定理求速度，根据牛顿第二定律求丝线的拉力，是常用的方法和思路，要能熟练运用力学方法解决电场中的问题．
练习册系列答案
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20．
如图，一条形磁铁平放于水平桌面上，在它的正中央上方固定一根直导线，导线与磁场垂直，现给导线中通以垂直于纸面向外的电流，则下列说法正确的是（ ）
如图，一条形磁铁平放于水平桌面上，在它的正中央上方固定一根直导线，导线与磁场垂直，现给导线中通以垂直于纸面向外的电流，则下列说法正确的是（ ）| A． | 磁铁对桌面的压力小于它的重力 | B． | 磁铁对桌面的压力大于它的重力 | ||
| C． | 磁铁对桌面的静摩擦力向左 | D． | 磁铁对桌面的静摩擦力向右 |
4．一辆小车做匀加速直线运动，历时5s，已知前3s的位移是12m，后3s的位移是18m，则小车在这5s内的运动中（ ）
| A． | 初速度为3 m/s | B． | 位移为25m | C． | 平均速度为6 m/s | D． | 加速度为1 m/s2 |
14．
如图所示，a、b两条曲线分别为汽车A、B行驶在同一条平直公路上的v-t图象，两条曲线交点的连线与时间轴平行，且a、b曲线关于它们两交点的连线对称．已知在t2时刻两车相遇，下列说法正确的是（ ）
如图所示，a、b两条曲线分别为汽车A、B行驶在同一条平直公路上的v-t图象，两条曲线交点的连线与时间轴平行，且a、b曲线关于它们两交点的连线对称．已知在t2时刻两车相遇，下列说法正确的是（ ）| A． | 在t1-t2这段时间内，两车位移相等 | |
| B． | t1时刻两车处于同一位置 | |
| C． | t1时刻B车在前，A车在后 | |
| D． | 在t1-t2这段时间内的任一时刻，A车与B车加速度相同 |
18．一物体沿直线运动，其速度v随时间t变化的图象如图所示．由图象可知（ ）
| A． | 在0～2s内物体运动的加速度大小为5m/s2 | |
| B． | 在0～2s内物体运动的加速度大小为10m/s2 | |
| C． | 在0～4s内物体运动的位移大小为30m | |
| D． | 在0～4s内物体运动的位移大小为40m |
19．
如图所示，实线是质子仅在电场力作用下由a点运动到b点的运动轨迹，虚线可能是电场线，也可能是等差等势线，则（ ）
如图所示，实线是质子仅在电场力作用下由a点运动到b点的运动轨迹，虚线可能是电场线，也可能是等差等势线，则（ ）| A． | 若虚线是电场线，则质子在a点的电势能大，动能小 | |
| B． | 若虚线是等差等势线，则质子在a点的电势能大，动能小 | |
| C． | 质子在a点的加速度一定大于在b点的加速度 | |
| D． | a点的电势一定高于b点的电势 |