一勻強電場，場強方向是水平的（如圖）．一個質(zhì)量為m的帶正電的小球，從O點出發(fā)，初速度的大小為v0，在電場力與重力的作用下，恰能沿與場強的反方向成θ角的直線運動．求小球運動到最高點時其電勢能與在O點的電勢能之差．


考點：

帶電粒子在勻強電場中的運動；勻變速直線運動的速度與位移的關(guān)系；牛頓第二定律；物體做曲線運動的條件；電勢能．版權(quán)所有

專題：

計算題；壓軸題．

分析：

因物體受重力及電場力的作用而做直線運動，故物體所受力的合力一定在運動方向的直線上；則由力的合成可求得電場力，由牛頓第二定律可求得加速度；由位移公式求得位移，即可由功的公式求得電場力的功．

解答：

解：

設電場強度為E，小球帶電量為q，因小球做直線運動，它受的電場力qE和重力mg的合力必沿此直線，如圖：

mg=qEtanθ 

由此可知，小球做勻減速運動的加速度大小為：

設從O到最高點的路程為s，

由速度和位移的關(guān)系得：v02=2as

物體運動的水平距離為：l=scosθ 

兩點的電勢能之差：△W=qEl 

由以上各式得：

O點的電勢能與在O點的電勢能之差為．

點評：

本題有兩點需要注意，一是由運動情景應能找出受力關(guān)系；二是明確功是力與力的方向上發(fā)生的位移的乘積．

　

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：


做“探索彈力與彈簧伸長量關(guān)系”（如圖1）的實驗步驟如下：

A．以彈簧伸長量為橫坐標，以彈力為縱坐標，描出各組數(shù)據(jù)（x，F(xiàn)）對應的點，并用平滑的曲線連接起來

B．記下彈簧不掛鉤碼時．其下端在刻度尺上的刻度L

C．將鐵架臺固定在桌子上（也可在橫梁的另一端掛上一定的配重），并將彈簧的一端系于橫梁上，在彈簧附近豎直固定一刻度尺

D．依次在彈簧下端掛上2個、3個、4個…鉤碼，并分別記下鉤碼靜止時彈簧下端所對應的刻度，并記錄在表格內(nèi)，然后取下鉤碼

E．以彈簧伸長量為自變量，寫出彈力與伸長量的關(guān)系式．首先嘗試寫成一次函數(shù)，不行再寫成二次函數(shù)

F．解釋函數(shù)表達式中常數(shù)的物理意義

G．整理儀器

（1）請將以上步驟按操作的先后順序排列出來，為：　　；

（2）某同學在做研究彈簧的形變與外力的關(guān)系實驗時，作出外力F與彈簧總長度L的關(guān)系圖線如圖2所示．該實驗始終在彈簧的彈性限度內(nèi)進行．由圖2可知：該彈簧的自然長度為　10　cm；該彈簧的勁度系數(shù)為　　N/m．（后一空保留三位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：


迄今發(fā)現(xiàn)的二百余顆太陽系外行星大多不適宜人類居住，繞恒星“Gliese581”運行的行星“G1﹣58lc”卻很值得我們期待．該行星的溫度在O℃到40℃之間、質(zhì)量是地球的6倍、直徑是地球的1.5倍、公轉(zhuǎn)周期為13個地球日．“Gliese581”的質(zhì)量是太陽質(zhì)量的0.31倍．設該行星與地球均視為質(zhì)量分布均勻的球體，繞其中心天體做勻速圓周運動，則（　�。�

　

A．

在該行星和地球上發(fā)射衛(wèi)星的第一宇宙速度相同

　

B．

如果人到了該行星，其體重是地球上的倍

　

C．

該行星與“Gliese581”的距離是日地距離的倍

　

D．

由于該行星公轉(zhuǎn)速率比地球大，地球上的米尺如果被帶上該行星，其長度一定會變短

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科目：高中物理 來源： 題型：


已知四個點電荷q、q、﹣q、q分別分布于邊長為a的正方形的四個頂點A、B、C、D處，如圖所示，則正方形中心處的場強大小為（　　）

　

A．

B．

0

C．

4

D．

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，兩塊水平放置的平行正對的金屬板a、b 與電池相連，在距離兩板等遠的M點有一個帶電液滴處于靜止狀態(tài)．若b板不動，將a板向下平移一小段距離，但仍在M點上方，穩(wěn)定后，下列說法中正確的是（　�。�

　

A．

液滴將加速向下運動

　

B．

M點電勢升高，液滴在M點時電勢能將增大

　

C．

M點的電場強度變小了

　

D．

在a板移動前后兩種情況下，若將液滴從a板移到b板，電場力做功相同

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，光滑絕緣的細圓管彎成半徑為R的半圓形，固定在豎直面內(nèi)，管口B，C的連線水平．質(zhì)量為m的帶正電小球從B點正上方的A點自由下落A，B兩點間距離為4R．從小球（小球直徑小于細圓管直徑）進人管口開始，整個空間中突然加上一個斜向左上方的勻強電場，小球所受電場力在豎直方向上的分力方向向上，大小與重力相等，結(jié)果小球從管口 C處離開圓管后，又能經(jīng)過A點．設小球運動過程中電荷量沒有改變，重力加速度為g，求：

（1）小球到達B點時的速度大小；

（2）小球受到的電場力大小；

（3）小球經(jīng)過管口C處時對圓管壁的壓力．

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖兩個電路中，燈泡L1“110V，60W”和L2“110V，15W”都正常工作．R1、R2在電路中有相同的（　�。�

　

A．

電阻

B．

電流

C．

電壓

D．

電功率

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，平行板電容器與電池相連，當二極板間距離減小后，則二板間的電壓U和電場強度E，電容器電容C及電量Q與原來相比（　�。�

　

A．

U不變，E不變，C不變，Q不變

B．

U不變，E變小，C變小，Q變小

　

C．

U不變，E變大，C變大，Q變大

D．

U不變，E不變，C變大，Q變小

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科目：高中物理 來源： 題型：


已知兩個力F1與F2的大小分別為10N和30N，則它們的合力大小不可能等于（　�。�

　

A．

15N

B．

20N

C．

35N

D．

40N

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