如圖所示,空間有與水平方向成θ角的勻強(qiáng)電場(chǎng).一個(gè)質(zhì)量為m的帶電小球,用長(zhǎng)L的絕緣細(xì)線懸掛于O點(diǎn).當(dāng)小球靜止時(shí),細(xì)線恰好處于水平位置.現(xiàn)用一個(gè)外力將小球沿圓弧軌道(圖中的虛線)緩慢地拉到最低點(diǎn),此過程小球的電荷量不變.則該外力做的功為(重力加速度為g)( 。
分析:小球在最高點(diǎn)受力平衡,根據(jù)平衡條件得出電場(chǎng)力大;然后對(duì)從最高點(diǎn)到最低點(diǎn)過程運(yùn)用動(dòng)能定理列式求解.
解答:解:小球在最高點(diǎn)受力平衡,如圖

根據(jù)平衡條件,有
T=mgcotθ  ①
qE=
mg
sinθ
  ②
對(duì)從最高點(diǎn)到最低點(diǎn)過程運(yùn)用動(dòng)能定理得到
WF+mgL+qE?
2
L?cos(225°-θ)=0   ③
由②③解得
WF=mgLcotθ
故選A.
點(diǎn)評(píng):本題關(guān)鍵是先根據(jù)平衡條件求出彈力和電場(chǎng)力,然后根據(jù)動(dòng)能定理列式求解出拉力F做的功.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

(2013?常州模擬)如圖所示,空間內(nèi)存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),在虛線MN的右側(cè)有垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的小顆粒自A點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動(dòng),剛好沿直線運(yùn)動(dòng)至光滑絕緣的水平面C點(diǎn),與水平面碰撞的瞬間小顆粒的豎直分速度立即減為零,而水平分速度不變,小顆粒運(yùn)動(dòng)至D處剛好離開水平面,然后沿圖示曲線DP軌跡運(yùn)動(dòng),AC與水平面夾角α=30°,重力加速度為g.求:

(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E.
(2)AD之間的水平距離d.
(3)已知小顆粒在軌跡DP上某處的最大速度為vm,該處軌跡的曲率半徑是距水平面高度的k倍,則該處的高度為多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,空間有Ⅰ和Ⅱ兩個(gè)有理想邊界、寬度都為L(zhǎng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B,方向如圖所示.a(chǎn)bcd是由均勻電阻絲做成的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線框,每邊電阻均為R.線框以垂直磁場(chǎng)邊界的速度v水平向右勻速穿過兩磁場(chǎng)區(qū)域.線框平面與磁感線垂直,且bc邊始終與磁場(chǎng)邊界平行.設(shè)線框剛進(jìn)入Ⅰ區(qū)的位置x=0,x軸沿水 平方向向右,從bc邊剛進(jìn)入Ⅰ區(qū)到ad邊離開Ⅱ區(qū)的過程中,ab兩端電勢(shì)差Uab隨距離變化的圖象正確的是(圖中U0=BLv)( 。

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科目:高中物理 來源:2012屆甘肅省高三第一次高考診斷物理卷(帶解析) 題型:計(jì)算題

如圖所示,空間內(nèi)存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),在虛線MN的右側(cè)有垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng),一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的小顆粒自A點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動(dòng),剛好沿直線運(yùn)動(dòng)至光滑絕緣的水平面C點(diǎn),與水平面碰撞后小顆粒的豎直分速度立即減為零,而水平分速度不變,小顆粒運(yùn)動(dòng)至D處剛好離開水平面,然后沿圖示曲線DP軌跡運(yùn)動(dòng),AC與水平面夾角α=37°,sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度為g,求:

(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E;
2)AD之間的水平距離d;
(3)已知小顆粒在軌跡DP上某處達(dá)到最大速度vm,該處軌跡的曲率半徑是該處距水平面高度的k倍,則該處的高度為多大?

提示:一般的曲線運(yùn)動(dòng)可以分成很多小段,每小段都可以看成圓周運(yùn)動(dòng)的一部分,即把整條曲線用一系列不同半徑的小圓弧來代替。如圖所示,曲線上的A點(diǎn)的曲率圓定義為:通過A點(diǎn)和曲線上緊鄰A點(diǎn)兩側(cè)的兩點(diǎn)作一圓,在極限情況下,這個(gè)圓就叫做A點(diǎn)的曲率圓,其半徑r叫做A點(diǎn)的曲率半徑。

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科目:高中物理 來源:2010-2011學(xué)年寧夏高三上學(xué)期第五次月考(理綜)物理部分 題型:計(jì)算題

如圖所示,空間內(nèi)存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),在虛線MN的右側(cè)有垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的小顆粒自A點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動(dòng),剛好沿直線運(yùn)動(dòng)至光滑絕緣的水平面C點(diǎn),與水平面碰撞的瞬間小顆粒的豎直分速度立即減為零,而水平分速度不變,小顆粒運(yùn)動(dòng)至D處剛好離開水平面,然后沿圖示曲線DP軌跡運(yùn)動(dòng),AC與水平面夾角α=30°,重力加速度為g,求:

(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E;

(2)AD之間的水平距離d;

(3)已知小顆粒在軌跡DP上某處的最大速度為vm,該處軌跡的曲率半徑是距水平面高度的k倍,則該處的高度為多大?

 

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,空間有Ⅰ和Ⅱ兩個(gè)有理想邊界、寬度都為L

勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B,方向如圖所示。

abcd是由均勻電阻絲做成的邊長(zhǎng)為L的正方形線框,每邊

電阻均為R。線框以垂直磁場(chǎng)邊界的速度v水平向右勻速

穿過兩磁場(chǎng)區(qū)域。線框平面與磁感線垂直,且bc邊始終與

磁場(chǎng)邊界平行。設(shè)線框剛進(jìn)入Ⅰ區(qū)的位置x = 0,x軸沿水

平方向向右,從bc邊剛進(jìn)入Ⅰ區(qū)到ad邊離開Ⅱ區(qū)的過程

中,ab兩端電勢(shì)差Uab隨距離變化的圖象正確的是(圖中U0 = BLv

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