一根长为l的绝缘细线一端固定,另一端连着一质量为m的带正电A球,置于水平向左的电场中,已知A球所受的电

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-08-12
在方向水平向右的匀强电场E中,一根不可伸长的绝缘细线的一端连着一个质量为m的带点小球,另一端

最大夹角为θ.
从题目条件可知,小球释放后,重力做正功,电场力做负功。设线的长度是L
则从释放到另一侧的最高点(夹角为θ时),由动能定理,得
mg*L*cosθ=qE*L*(1+sinθ)
所以 qE=mg*cosθ / (1+sinθ)

设小球经过最低点时,速度是V,线对小球的拉力大小是F
从释放到最低点,用动能定理,得
mgL-qEL=mV^2 / 2
在最低点,用向心力公式,得
F-mg=mV^2 / L
所以,拉力大小是 F=mg+(mV^2 / L)=mg+2*(mg-qE)
将 qE=mg*cosθ / (1+sinθ)代入上式
得 F=mg*[ (3+3*sinθ-2*cosθ) / (1+sinθ) ]

A:沿电场线的方向电势降落,所以A点的电势高于B点的电势,故A错误;B:类比单摆,根据对称性可知,小球处在弧线中点位置时切线方向合力为零,此时细线与水平方向夹角恰为30°,根据三角函数关系可得:qEsin30°=mgcos30°,化简可知Eq= 3 mg,选项B正确;C:小球到达B点时速度为零,向心力为零,则沿细线方向合力为零,此时对小球受力分析可知:T=qEcos60°+mgsin60°,故细线拉力T= 3 mg,选项C错误;D:小球从A到B,沿电场线方向运动的有效距离: △L=L-Lcosθ= 1 2 L ,所以电场力做功: W=qE△L= 1 2 EqL ,故D错误.故选B.

(3+ )mg

  • 长为L的绝缘细线(不可伸长)一段悬于O点,另一端连接一质量为m的带正电...
    答:长为L的绝缘细线(不可伸长)一段悬于O点,另一端连接一质量为m的带正电的小球,置于水平向右的匀强电场中,在O点正下方钉一个钉子O'。已知小球受到的电场力是重力的四分之三,现将细线向右水平拉直后从静止释放,细线碰到钉子后要使小球“刚好”绕钉子O'竖直平面内作圆周运动,求OO'长度。分析...
  • 如图所示,一根长为l的细绝缘线,上端固定,下端系一个质量为m的带电小球...
    答:(1)因小球向右偏,所受电场力水平向右,场强也水平向右,所以小球带正电.小球受力情况,如图所示.根 据平衡条件得:qE=mgtanθ得:q= mgtanθ E (2)将细线剪断,小球沿合力方向做匀加速直线运动.剪断细线后小球所受合外力为:F= mg cosθ 根据牛顿第二定律得加速度为...
  • (8分)如图所示,绝缘细线长为L,最大张力为T,一端固定于O点,另一端连接...
    答:(1)Q 2 ≤ (2)E= 试题分析:(1)若放置负电荷,则 ≤mg可得Q 1 ≤ 若放置正电荷,则 +mg≤T可得Q 2 ≤ (2)由受力分析,有 qE=mgsinα可得E= 点评:当处于平衡状态的物体受到三个力,一个力是恒力,第二个力方向不变,第三个力大小与方向都发生变化时可以利...
  • 如图所示,一条长为L的绝缘细线上端固定在O点,下端系一质量为m的小球...
    答:即小球在等效最高点处(与等效最低点在同一条直径),等效重力完全提供向心力(绳子是直的,拉力刚为0),设在等效最高点的速度大小是V 则 G效=m*V^2 / L ...方程1 从等效最低点到等效最高点,由能量关系得 (也可由动能定理)G效*2L=(m*V0^2 / 2)-(m*V^2 / 2)...方...
  • ...一根长为L的绝缘细线,一端连着一质量为m、带电量为+q的小球,另一...
    答:2在最低点T-mg=mv2L联立解得T=(3+233)mg答:(1)求场强E的大小3mg3q;(2)若使带电小球在平行于电场的竖直平面内做完整的圆周运动,小球运动过程中的最小动能是33mgL(3)若把该小球向左拉至细线水平且与场强方向平行的位置,无初速释放,小球摆到最低点时细线的拉力T为(3+233)mg ...
  • ...一根长为L的绝缘细线,一端连着一质量为m带电量为+q的小球,另一端固...
    答:(1)对小球运动的全过程列动能定理方程:mgLcosθ-qEL(1+sinθ)=0,θ=30°,解得E=3mg3q(2)当细线上张力为零时,重力和电场力的合力充当向心力,此时小球速度最小:F合=(mg)2+(qE)2=233mg=mv2L,则Ek=12mv2=33mgL答:(1)场强E的大小3mg3q;(2)若使带电小球在平行于...
  • ...场强为E的匀强电场,在匀强电场中有一根长为L的绝缘细线,一...
    答:A、小球受到的电场力方向水平向右,与电场线的方向相同,则小球带正电荷.在运动过程中,细线的拉力不做功,电场力和重力做功,而电场力和重力的合力方向一定,始终由O指向A,小球从A点向F点运动时,电场力和重力的合力对小球做负功,小球动能将减小,故F点是小球动能最小的点.故A错误;B、小球运动...
  • ...场强为E的匀强电场,在匀强电场中有一根长为L的绝缘细线,一...
    答:由图可知小球受到的电场力的方向向右,与电场线的方向相同,所以小球带正电荷.A、小球所受合力方向指向OA,小球从A到向F点运动时,合力对小球做负功,小球动能将减小,故F点是小球动能最小的点.故A错误,B正确;C、小球所受合力方向指向OA,小球从A点开始无论向哪运动,合力对小球做负功,小球动能...
  • ...一根不可伸长的绝缘细线长度为L,细线一端拴一个质量为m,带负电小 ...
    答:①大② ③ ④ 试题分析:①负电荷所受电场力水平向左,由A运动到B电场力做负功,电势能增大②根据对称性可知,小球处在AB中点位置时切线方向合力为零,此时细线与水平方向夹角恰为30°,根据三角函数关系可得:qEsin30°=mgcos30°,可知Eq= mg③由电场力做功的 ④当小球运动到半径与...
  • 如图所示,一根长为l的细线一端固定于O点另一端
    答:如图所示,有一长为L的细线,细线的一端固定在O点,另一端拴一质量为m的小球,现使小球恰好能在竖直面内做完整的圆周运动。已知水平地面上的C点位于O点正下方,且到O点的距离为1.9L。不计空气阻力。求:(1)小球通过最高点A时的速度vA (2)小球通过最低点B时,细线对小球的拉力T (3)若...