【題目】如圖所示,在一足夠大的空間內(nèi)存在著水平向右的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度大小E=3.0×104N/C.有一個(gè)質(zhì)量m=4.0×103kg的帶電小球,用絕緣輕細(xì)線懸掛起來,靜止時(shí)細(xì)線偏離豎直方向的夾角θ=37°.取g=10m/s2sin37°=0.60,cos37°=0.80,不計(jì)空氣阻力的作用.

1)求小球所帶的電荷量及電性;

2)如果將細(xì)線輕輕剪斷,求細(xì)線剪斷后,小球運(yùn)動(dòng)的加速度大;

3)從剪斷細(xì)線開始經(jīng)過時(shí)間t=0.20s,求這一段時(shí)間內(nèi)小球電勢能的變化量.

【答案】11.0×106C,正;

212.5m/s2

34.5×103J

【解析】

試題(1)小球處于靜止?fàn)顟B(tài),分析受力,根據(jù)電場力與場強(qiáng)方向的關(guān)系判斷電性.

2)將細(xì)線突然剪斷小球?qū)⒀丶?xì)線方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律列式求解加速度;

3)根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解出小球的位移;然后根據(jù)電勢能的減小量等于電場力的功列式求解.

解:(1)小球受到重力mg、電場力F和繩的拉力T的作用,由共點(diǎn)力平衡條件有:

F=qE=mgtanθ

解得:q==1.0×106C

電場力的方向與電場強(qiáng)度的方向相同,故小球所帶電荷為正電荷;

2)剪斷細(xì)線后,小球做勻加速直線運(yùn)動(dòng),設(shè)其加速度為a,由牛頓第二定律有:=ma

解得:a==12.5m/s2

3)在t=0.20s的時(shí)間內(nèi),小球的位移為:l==0.25m

小球運(yùn)動(dòng)過程中,電場力做的功為:W=qElsinθ=mglsinθ tanθ=4.5×103J

所以小球電勢能的變化量(減少量)為:△Ep=4.5×103J

答:(1)小球所帶的電荷量為1.0×106C,電性為正;

2)細(xì)線剪斷后,小球運(yùn)動(dòng)的加速度大小為12.5m/s2;

3)從剪斷細(xì)線開始經(jīng)過時(shí)間t=0.20s,這一段時(shí)間內(nèi)小球電勢能的減少量為4.5×103J

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,三個(gè)粗糙斜面固定在水平地面上,它們的高度均為h,傾角分別為θ1、θ2θ3。讓質(zhì)量均為m的物體沿斜面從頂端滑到底端,物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為。物體在傾角為θ1的斜面上,從頂端滑到底端的過程中,下列說法正確的是( 。

A.物體所受重力做的功等于物體重力勢能的增加量

B.物體克服摩擦力做的功等于物體機(jī)械能的減少量

C.合力對(duì)物體做的功等于物體機(jī)械能的變化量

D.物體的動(dòng)能增加,重力勢能減少,所以機(jī)械能保持不變

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【題目】如圖所示的電路中,R1R2、R4皆為定值電阻,R3為滑動(dòng)變阻器,電源的電動(dòng)勢為E,內(nèi)阻為r,設(shè)理想電流表的示數(shù)為I,理想電壓表的示數(shù)為U,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭向a端移動(dòng)過程中

A.變大,變小

B.變大,變大

C.變小,變大

D.變小,變小

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【題目】2020512日,我國快舟一號(hào)甲運(yùn)載火箭以“一箭雙星”方式成功將行云二號(hào)01星和02星發(fā)射升空,本次任務(wù)取得圓滿成功。如圖所示,衛(wèi)星1和衛(wèi)星2沿同一軌道繞地心O做勻速圓周運(yùn)動(dòng),某時(shí)刻兩顆工作衛(wèi)星分別位于軌道上的A、B兩位置,若衛(wèi)星均沿順時(shí)針方向運(yùn)行,不計(jì)衛(wèi)星間的相互作用力,則以下判斷中正確的是( 。

A.兩顆衛(wèi)星的質(zhì)量一定相等

B.兩顆衛(wèi)星的加速度大小一定相等

C.兩顆衛(wèi)星所受到的向心力大小一定相等

D.衛(wèi)星1向后噴氣(即加速)就一定能追上衛(wèi)星2

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【題目】2020721日將發(fā)生土星沖日現(xiàn)象,如圖所示,土星沖日是指土星、地球和太陽幾乎排列成一線,地球位于太陽與土星之間。此時(shí)土星被太陽照亮的一面完全朝向地球,所以明亮而易于觀察。地球和土星繞太陽公轉(zhuǎn)的方向相同,軌跡都可近似為圓,地球一年繞太陽一周,土星約29.5年繞太陽一周。則( 。

A.地球繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)的向心加速度大于土星繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)的向心加速度

B.地球繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)的運(yùn)行速度比土星繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)的運(yùn)行速度小

C.2019年沒有出現(xiàn)土星沖日現(xiàn)象

D.土星沖日現(xiàn)象下一次出現(xiàn)的時(shí)間是2021

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【題目】假設(shè)在某電場中沿x軸方向上,電勢φx的距離關(guān)系如圖所示,現(xiàn)有一個(gè)電子在電場中僅受電場力作用移動(dòng),則下列關(guān)于電場和電子能量說法正確的是(  )

A. 區(qū)域x3x4內(nèi)沿x軸方向的電場強(qiáng)度均勻增大

B. 區(qū)域x6x7內(nèi)沿x軸方向場強(qiáng)為零

C. 若電子從電勢為2Vx1位置向右移動(dòng)到電勢為2Vx7位置,為了通過電勢為3Vx4位置,電子至少應(yīng)具有1eV的初動(dòng)能

D. 電子在區(qū)域x1x2內(nèi)沿x軸方向所受電場力小于區(qū)域x3x4內(nèi)沿x軸方向所受電場力

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【題目】靜電場在x軸上的場強(qiáng)Ex的變化關(guān)系如圖所示,x軸正向?yàn)閳鰪?qiáng)正方向,帶負(fù)電的點(diǎn)電荷沿x軸運(yùn)動(dòng),則點(diǎn)電荷( )

A. x1運(yùn)動(dòng)到x3的過程中電勢能增大

B. x1運(yùn)動(dòng)到x3的過程中電勢能減小

C. x1運(yùn)動(dòng)到x4的過程中電勢先減小后增大

D. x1運(yùn)動(dòng)到x4的過程中電場力先減小后增大

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【題目】如圖所示,一根細(xì)線下端栓一個(gè)金屬小球P,細(xì)線的上端固定在金屬塊Q上,Q放在帶小孔(小孔光滑)的水平桌面上,小球在某一水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),現(xiàn)使小球在一個(gè)更高的水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng),而金屬塊Q始終靜止在桌面上的同一位置,則改變高度后與原來相比較,下面的判斷中正確的是(  )

A.細(xì)線所受的拉力不變B.小球P運(yùn)動(dòng)的角速度變大

C.小球P運(yùn)動(dòng)的周期變短D.Q受到桌面的靜摩擦力變小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列關(guān)于電功、電功率和焦耳定律的說法中正確的是(  )

A.電功率越大,電流做功越快,電路中產(chǎn)生的焦耳熱一定越多

B.WUIt適用于任何電路,而W只適用于純電阻電路

C.在非純電阻電路中,UII2R

D.焦耳熱QI2Rt適用于任何電路

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