题目内容
11．
小明同学正在做这样一道物理题：如图所示，轻绳一端系着一个质量为m的小球A，将轻绳另一端悬挂于O点，若在小球上施加一个水平的作用力F，使轻绳偏离竖直方向，与竖直方向成θ角，此时水平作用力F的大小为多少？小明同学思考：若将轻绳改为绝缘丝线，并让小球带上电荷量为q的正电荷，然后在此空间加上一个匀强电场去实现上述偏离目标，那么这个电场的电场强度最小值E与F的比值为（ ）| A． | qtanθ | B． | qsinθ | C． | $\frac{q}{cosθ}$ | D． | $\frac{cosθ}{q}$ |
分析 对小球受力分析，应用平衡条件求出F与E，然后求出它们的比值．
解答 解：小球受力如图所示：
由平衡条件得：F=mgtanθ，
由图示可知，当电场力与细线垂直时电场力最小，场强最小，
由平衡条件得：qE=mgsinθ，
解得：$\frac{E}{F}$=$\frac{cosθ}{q}$；
故选：D．
点评 本题运用作图法得到的结论可在理解的基础上记住：当两个力合力一定，已知一个分力的方向，则当两个分力垂直时，另一个分力有最小值．
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如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为C，极板间的距离为d，上板正中有一小孔．质量为m、电荷量为+q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为零（空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为g）．求：
如图所示，两平行金属板A、B相距d=15cm，其间分布有匀强电场，C、D为电场中的两点，CD连线和电场方向成60°角且长度l=10cm，已知电子从D点移动到C点电场力做功3.2×10-17J．求：
19．
如图所示，一U 形金属导轨竖直倒置，相距为L，磁感应强度的大小为B的匀强磁场与导轨平面垂直．一阻值为R、长度为L、质量为m的导体棒在距磁场上边界h处静止释放．导体棒进入磁场后速度减小，最终速度稳定时离磁场上边缘的距离为H．导体棒从静止开始运动到速度刚稳定的整个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻．下列说法正确的是（ ）
如图所示，一U 形金属导轨竖直倒置，相距为L，磁感应强度的大小为B的匀强磁场与导轨平面垂直．一阻值为R、长度为L、质量为m的导体棒在距磁场上边界h处静止释放．导体棒进入磁场后速度减小，最终速度稳定时离磁场上边缘的距离为H．导体棒从静止开始运动到速度刚稳定的整个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻．下列说法正确的是（ ）| A． | 整个运动过程中回路的最大电流为$\frac{{BL\sqrt{2gh}}}{R}$ | |
| B． | 整个运动过程中导体棒产生的焦耳热为mg（H+h）-$\frac{{{m^3}{g^2}{R^2}}}{{2{B^4}{L^4}}}$ | |
| C． | 整个运动过程中导体棒克服安培力所做的功为mgH | |
| D． | 整个运动过程中回路电流的功率为${（{\frac{mg}{BL}}）^2}R$ |
6．
在地面上空中有方向未知的匀强电场，一带电量为-q的小球以某一速度由M点沿如图所示的轨迹运动到N点．由此可知（ ）
在地面上空中有方向未知的匀强电场，一带电量为-q的小球以某一速度由M点沿如图所示的轨迹运动到N点．由此可知（ ）| A． | 小球所受的电场力一定大于重力 | |
| B． | 小球的动能、电势能和重力势能之和保持不变 | |
| C． | 小球的机械能保持不变 | |
| D． | 小球的动能一定减小 |
如图所示，倾角θ=30°的光滑倾斜导体轨道（足够长）与光滑水平导体轨道连接，轨道宽度均为L=1m，电阻忽略不计．匀强磁场I仅分布在水平轨道平面所在区域，方向水平向右，大小B1=1T，匀强磁场II仅分布在倾斜轨道平面所在区域，方向垂直于倾斜轨道平面向下，大小B2=2T，现将两质量均为m=0.4kg，电阻均为R=0.5Ω的相同导体棒ab和cd，垂直于轨道分别置于水平轨道上和倾斜轨道上，并同时由静止释放，g=10m/s2．
如图所示，两根竖直固定的足够长的金属导轨cd和ef相距L=0.2m，另外两根水平金属杆MN和PQ的质量均为m=2×10-2kg，可沿导轨无摩擦地滑动，MN杆和PQ杆的电阻均为R=0.1Ω（竖直金属导轨电阻不计），PQ杆放置在水平绝缘平台上，整个装置处于匀强磁场内，磁场方向垂直于导轨平面向里，磁感应强度B=1.0T．现让MN杆在恒定拉力作用下由静止开始向上加速运动，已知MN杆达到最大速度时，PQ杆对绝缘平台的压力恰好为零．（g取10m/s2）求：
20．
如图所示，A和B是置于真空中的两平行金属板，所加电压为U．一带负电的粒子以初速度v0由小孔水平射入电场中，粒子刚好能达到金属板．如果要使粒子刚好达到两板间距离的一半处，可采取的办法有（ ）
如图所示，A和B是置于真空中的两平行金属板，所加电压为U．一带负电的粒子以初速度v0由小孔水平射入电场中，粒子刚好能达到金属板．如果要使粒子刚好达到两板间距离的一半处，可采取的办法有（ ）| A． | 初速度为$\frac{{V}_{0}}{2}$，电压为$\frac{U}{2}$ | B． | 初速度为$\frac{{V}_{0}}{2}$，电压U不变 | ||
| C． | 初速度为V0，电压为$\frac{U}{2}$ | D． | 初速度为V0，电压为$\sqrt{2}$U |
如图所示，一条长为L的绝缘细线，上端固定，下端系一质量为m的带电小球，将它置于电场强度为E、方向水平向右的匀强电场中，当小球平衡时，悬线与竖直方向的夹角α=45°．小球处于平衡状态．试求：