14．豎直放置的兩塊足夠成的平行金屬板間有勻強電場，其電場強度為E，在該勻強電場中，用絲線懸掛質量為m的帶電小球，絲線跟豎直方向成θ角時小球恰好平衡，如圖所示，距負極板距離為b．
（1）小球帶電荷量是多少？
（2）若剪斷絲線，小球碰到金屬板需多長時間？

分析 （1）先分析小球的受力情況，重力豎直向下，電場力水平向右，繩子拉力沿繩子向上，處于三力平衡狀態(tài)；根據(jù)平衡條件可求得電荷量大��；
（2）如將細線剪斷，其余二力的合力一定沿繩子的反方向，大小等于原先繩子的力，所以小球將做勻加速直線運動，根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律解出物體的運動時間．

解答 解：（1）小球受力平衡，對小球受力分析如圖所示：
根據(jù)平衡條件可知：
水平方向上：Fsinθ=qE
豎直方向上有：Fcosθ=mg
聯(lián)立解得：q=$\frac{mgtanθ}{E}$
（2）研究水平方向的運動．剪斷絲線后，小球沿水平方向做勻加速直線運動．
加速度為：a=$\frac{Eq}{m}$=$\frac{mgtanθ}{m}$=gtanθ；，
由運動學公式得：b=$\frac{1}{2}$at2
解得t=$\sqrt{\frac{2b}{gtanθ}}$
答：（1）小球帶電荷量是$\frac{mgtanθ}{E}$
（2）若剪斷絲線，小球碰到金屬板需要時間為$\sqrt{\frac{2b}{gtanθ}}$．

點評 本題考查帶電粒子在電場中的運動，解題關鍵在于小球釋放之前的受力分析要準確無誤和用幾何關系找出位移；小球釋放后的合力與原來繩子的拉力大小相等方向相反．

練習冊系列答案
相關習題

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4．如圖所示，質量為m，帶電量為+q的小球，在P點具有沿PQ方向的初速度v0，為使小球能沿PQ方向運動，所加的最小勻強電場方向垂直PQ向上場強大小$\frac{\sqrt{3}mg}{2q}$．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

5．一個平板小車置于光滑水平面上，其右端恰好和一個四分之一光滑圓弧軌道AB的底端等高對接，整個裝置處在方向豎直向下的勻強電場中，勻強電場場強為E=1×105 N/C；如圖所示．已知小車質量M=0.15kg，圓弧軌道半徑R=0.4m．現(xiàn)將一質量m=0.05kg、電荷量為+q=5.0×10-6 C的小滑塊，由軌道頂端A點無初速釋放，滑塊滑到B端后沖上小車．滑塊與小車上表面間的動摩擦因數(shù)μ=0.15（小滑塊在運動過程電荷量保持不變，取g=10m/s2）試求：
（1）滑塊到達圓弧軌道最低點B端時，它對圓軌道的壓力大�。�
（2）若小車足夠長，滑塊在小車上滑動時二者的加速度分別為多少，最終速度為多少．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

2．如圖所示，在等勢面沿豎直方向的勻強電場中，一帶負電的微粒以一定初速射人電場，并沿直線AB運動，由此可知（　�。�
A．電場中A點的電勢低于B點的電勢
B．帶電微粒做勻速直線運動
C．微粒在A點時的動能大于在B點時的動能，在A點時的電勢能小于在B點時的電勢能
D．微粒在A點時的機械能與電勢能之和等于在B點時的機械能與電勢能之和

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

9．如圖所示，把一個傾角為θ的絕緣光滑斜面固定在勻強電場中，電場是方向水平向右的勻強電場，有一質量為m、帶電荷量為+q的物體以初速度v0，從A端滑上斜面恰好能沿斜面勻速運動，求勻強電場的場強大�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

19．如圖所示，真空中有一勻強電場（圖中未畫出），電場方向與圓周在同一平面內(nèi)，△ABC是圓的內(nèi)接直角三角形，∠BAC=63.5°，O為圓心，半徑R=5cm．位于A處的粒子源向平面內(nèi)各個方向發(fā)射初動能均為8eV、電荷量+e的粒子，有些粒子會經(jīng)過圓周上不同的點，其中到達B點的粒子動能為12eV，達到C點的粒子電勢能為-4eV（取O點電勢為零）．忽略粒子的重力和粒子間的相互作用，sin53°=0.8．則（　�。�
A．圓周上A、B兩點的電勢差為4V
B．圓周上B、C兩點的電勢差為8V
C．勻強電場的場強大小為100V/m
D．當粒子經(jīng)過圓周上某一位置，在具有7eV的電勢能同時具有7eV的動能

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

6．如圖所示，有一水平向右的勻強電場，場強E=9.0×103 N/C，在豎直平面內(nèi)有一半徑為0.1m 的圓周，取最高點為C點，另在圓心O處放置電荷量為Q=1.0×10-8 C的帶正電的點電荷．試求：
（1）點電荷在C處的場強大小和方向
（2）C點場強的大小和方向．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

3．一質點做勻變速直線運動，運動方程為x=5t-2t2（m），則下列說法正確的是（　�。�
A．質點的初速度為5 m/s，加速度為-4 m/s2
B．質點的初速度為5 m/s，加速度為-2 m/s2
C．質點的速度為0時，所用時間為2.5 s
D．質點在2 s內(nèi)位移的大小為2 m

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

4．關于摩擦力，下列說法正確的是（　�。�
A．滑動摩擦力方向總是跟物體的運動方向相反
B．相互壓緊且接觸面褪糙的物體之間一定有摩擦力
C．相互接觸的物體間正壓力增大，靜摩擦力一定增大
D．運動的物體也可能受到靜摩擦力的作用

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