11.一長為L的細線,上端固定,下端拴一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球,處于如圖所示的水平向右的勻強電場中.開始時,將線與小球拉成水平,小球靜止在A點,釋放后小球由靜止開始向下擺動,當(dāng)細線轉(zhuǎn)過60°角時,小球到達B點且速度恰好為零.試求:
(1)AB兩點的電勢差UAB;
(2)勻強電場的場強大小;
(3)在A、B兩處繩子拉力的大小.

分析 (1)小球從A到B的過程中,重力做正功mgLsin60°,電場力做功為qUAB,動能的變化量為零,根據(jù)動能定理求解電勢差UAB;
(2)根據(jù)電場強度與電勢差的關(guān)系U=Ed求解場強.式中d是AB沿電場線方向的距離,d=L-Lcos60°.
(3)小球在AB間擺動時具有對稱性,B處繩拉力與A處繩拉力相等,研究A處繩子的拉力得到B處繩子的拉力.在A處小球水平方向平衡,由平衡條件求解拉力

解答 解:(1)小球由A到B過程中,由動能定理得:
   mgLsin60°+qUAB=0
所以UAB=-$\frac{\sqrt{3}mgL}{2q}$;
(2)場強大小為:E=$\frac{{U}_{BA}}{L(1-cos60°)}=\frac{{-U}_{AB}}{L(1-cos60°)}$=$\frac{\sqrt{3}mg}{q}$
(3)小球在AB間擺動,由對稱性得知,B處繩拉力與A處繩拉力相等,而在A處,由水平方向平衡有:
   FTA=Eq=$\sqrt{3}$mg,所以FTB=FTA=$\sqrt{3}$mg.
答:(1)AB兩點的電勢差UAB為-$\frac{\sqrt{3}mgL}{2q}$;
(2)勻強電場的場強大小是$\frac{\sqrt{3}mg}{q}$;
(3)小球到達B點時,細線對小球的拉力大小是 $\sqrt{3}$mg.

點評 本題第(3)問題也可以直接研究B處得到,小球在B處,沿繩方向合力為零,有:FTB=Eqcos60°+mgcos30°=$\sqrt{3}$mg

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

11.下列列舉的物品中可能是利用靜電的是( 。
A.銀行卡B.錄音機磁帶C.電腦硬盤D.復(fù)印機

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

12.甲、乙兩個原來不帶電的物體相互摩擦(沒有第三者參與),結(jié)果發(fā)現(xiàn)甲物體帶了1.6C的電荷量(正電荷),下列說法正確的是(  )
A.乙物體也帶了1.6C的正電荷
B.甲物體失去了1019個電子
C.乙物體失去了1019個電子
D.甲、乙兩物體共失去了2×1019個電子

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

9.如圖所示,置于固定斜面上的兩物體M、N保持靜止,現(xiàn)用一垂直斜面向下的力F作用在物體N上,兩物體仍處于靜止?fàn)顟B(tài),下列說法正確的是(  )
A.M物體可能會受四個力的作用
B.力F增大時M、N之間的摩擦力增大
C.力F增大時M與斜面之間的摩擦力增大
D.力F增大到一定值時M可能沿斜面向上運動

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

6.如圖所示,已知電源電動勢E=20V,內(nèi)阻r=2Ω,當(dāng)接入固定電阻R=4Ω時,閉合開關(guān)S,電路中標(biāo)有“3V  4.5W”的燈泡L和內(nèi)阻rD=0.8Ω的小型直流電動機D恰能正常工作,求:
(1)電路中的電流強度    
(2)電動機的額定電壓
(3)電動機的輸出功率.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

16.質(zhì)量為m的物體,在與水平方向成α角的拉力F作用下,沿水平面做勻速直線運動,物體與地面間的動摩擦因數(shù)為μ.當(dāng)物體移動的距離為S時,拉力F做的功是( 。
A.FscosαB.$\frac{μmgS}{cosα+μsinα}$
C.$\frac{μmgS}{cosα-μsinα}$D.$\frac{μmgcosα}{cosα+μsinα}$s

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

3.由靜止自由釋放一物體,物體被釋放的瞬間( 。
A.速度為零,加速度為零
B.速度不為零,加速度為零
C.速度為零,加速度不為零且方向向下
D.速度為零,加速度不為零且方向向上

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

20.一列簡諧橫波沿+x軸方向傳播,t=0時刻的波形如圖甲所示,A、B、P和Q是介質(zhì)中的四個質(zhì)點,t=0時刻波剛好傳播到B點,質(zhì)點A的振動圖象如圖乙所示,則:

①該波的傳播速度是多大?
②從t=0到t=1.6s,質(zhì)點P通過的路程為多少?
③經(jīng)過多長時間質(zhì)點Q第二次到達波谷?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

1.關(guān)于電磁場和電磁波,下列說法正確的是( 。
A.在電場周圍一定產(chǎn)生磁場,磁場周圍一定產(chǎn)生電場
B.電磁場是一種物質(zhì),不能在真空中傳播
C.電磁場由發(fā)生區(qū)域向遠處傳播形成電磁波
D.電磁波傳播速度總是3×108m/s

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案