题目内容

13.一个带正电的微粒,从A点射入水平方向的匀强电场中,微粒沿直线AB运动,如图,AB与电场线夹角θ=30°,已知带电微粒的质量m=1.0×10-7kg,电量q=1.0×10-10C,A、B相距L=20cm,(g=10m/s2,结果保留三位有效数字)求:
(1)电场强度的大小和方向?
(2)要使微粒从A点运动到B点,微粒射入电场时的最小速度v0是多少?

分析 (1)根据直线运动的条件并结合受力分析,得到电场力的方向,最终分析出物体的运动规律,根据力的合成的平行四边形定则并结合几何关系得到电场力,求出电场强度;
(2)对粒子的运动过程运用动能定理列式求解即可.

解答 解:L=20cm=0.20m
(1)微粒只在重力和电场力作用下沿AB直线运动,故合力一定与速度在同一条直线上,可知电场力的方向水平向左,如图所示.

微粒所受合力的方向由B指向A,与初速度VA方向相反,微粒做匀减速直线运动.
在垂直于AB方向上,有
qEsinθ-mgcosθ=0
所以电场强度E=1.7×104N/C       
电场强度的方向水平向左
(2)微粒由A运动到B时的速度vB=0时,
微粒进入电场时的速度最小,由动能定理得,
-mgLsinθ-qELcosθ=-$\frac{1}{2}$mvA2   
代入数据,解得vA=2.8m/s
答:(1)电场强度的大小为1.7×104N/C,方向水平向左;
(2)要使微粒从A点运动到B点,微粒射入电场时的最小速度是2.8m/s.

点评 本题关键结合运动情况得到粒子受力的受力情况,然后根据动能定理列式求解.

练习册系列答案
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5.某同学做“测匀变速直线运动的加速度”的实验装置如图1所示.一小车放在水平长木板上,左侧拴有一细软线,跨过固定在木板边缘的滑轮与一重物相连,小车右侧与穿过电火花计时器的纸带相连,在重物牵引下,小车在木板上向左运动.图2给出了电火花计时器在纸带上打出的一些计数点,相邻的两个计数点间还有4个点没画出,电火花计时器所用的交流电频率为50Hz.

(1)实验中,除电火花打点计时器(含纸带、墨粉纸)、小车、平板、导线、细线及开关外,在下面的仪器和器材中,必须使用的有BCF.(填选项代号)
A.电压为4~6V的50Hz交流电源     B.电压为220V的50Hz交流电源
C.刻度尺       D.停表            E.天平        F.重锤
(2)该同学进行了以下实验操作步骤,其中错误的步骤是AD
A.将打点计时器固定在长木板有滑轮一端,并接好电路
B.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔
C.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下面吊着适当重的钩码
D.拉住纸带,将小车移到靠近打点计时器的一端后,放开纸带,再接通电源
(3)根据纸带可以计算各点的瞬时速度及小车加速度,现计算第2点的瞬时速度:v2=0.396m/s,小车的加速度为a=0.380m/s2.(结果取三位有效数字)
(4)另一同学利用如图2所示的装置测定导轨上滑块运动的加速度,滑块上安装了宽度为d的遮光板.滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门A、B,配套的数字毫秒计(图中未画出)记录了遮光板通过光电门A、B的时间为△t1.△t2.两个光电门A、B间距离为L,则滑块的加速度表达式为a=$\frac{(\frac{d}{△{t}_{2}})^{2}-(\frac{d}{△{t}_{1}})^{2}}{2L}$.(用题中字母表示)

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