如圖所示，沿X方向存在一勻強(qiáng)電場，現(xiàn)在光滑絕緣的水平面上有一長為l的絕緣細(xì)線，細(xì)線一端系在坐標(biāo)原點(diǎn)O，另一端系一質(zhì)量為m、帶電量為+q的小球，此時(shí)小球保持靜止．現(xiàn)給小球一垂直于細(xì)線的很小的初速度v，使小球在水平面上開始運(yùn)動(dòng)，若小球在X方向發(fā)生最大的位移大小為△x，求勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E大小和小球第一次到達(dá)電勢能最大的位置所需的時(shí)間t．
某同學(xué)對(duì)小球運(yùn)動(dòng)分析和求解如下：
①給小球一垂直于細(xì)線的初速度v后，小球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，電場力作為向心力，由向心力公式可解出場強(qiáng)；
②由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可求得時(shí)間t．
請(qǐng)說明該同學(xué)的解題思路是否正確？如有錯(cuò)誤，請(qǐng)指出錯(cuò)處，并作出正確解答；如果正確，請(qǐng)完成解答．
【答案】分析：小球獲得初速度后豎直方向受到的重力和支持力平衡，水平方向受到電場力和繩子的拉力，電場力是恒力，說明合外力并不指向圓心，不可能作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，電場力不可能作為向心力，即可知該同學(xué)的解答是錯(cuò)誤的．
小球獲得很小的初速度后在繩拉力和電場力的共同作用下，類似于單擺作簡諧振動(dòng)．在X方向運(yùn)用動(dòng)能定理，求解勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E大�。∏蛐∏蚩朔妶隽ψ龉ψ畲髸r(shí)電勢能最大．
解答：解：小球獲得初速度后水平方向受到電場力和繩子的拉力，電場力是恒力，合外力并不指向圓心，不可能作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，電場力不可能作為向心力，因而場強(qiáng)的解答是錯(cuò)誤的；
運(yùn)動(dòng)學(xué)公式 只適用于勻加速直線運(yùn)動(dòng)，而小球作變加速曲線運(yùn)動(dòng)，因而時(shí)間t求解錯(cuò)誤．  
正確解答是：在X方向運(yùn)用動(dòng)能定理得：Eq△x=
得場強(qiáng) E=
由于是勻強(qiáng)電場，電場力為恒力，小球獲得很小的初速度后在繩拉力和電場力的共同作用下將作簡諧振動(dòng)，小球第一次到達(dá)電勢能最大的位置所需的時(shí)間為周期，
△t==
答：該同學(xué)的解題思路是錯(cuò)誤的．勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E大小為，小球第一次到達(dá)電勢能最大的位置所需的時(shí)間t為．
點(diǎn)評(píng)：本題考查評(píng)價(jià)判斷能力．對(duì)于物理規(guī)律，要注意適用的條件，學(xué)會(huì)分析受力情況和運(yùn)動(dòng)情況是培養(yǎng)物理解題能力的基礎(chǔ)．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?金華二模）如圖甲所示，直角坐標(biāo)系中直線AB與橫軸x夾角∠BAO=30°，AO長為a．假設(shè)在點(diǎn)A處有一放射源可沿∠BAO所夾范圍內(nèi)的各個(gè)方向放射出質(zhì)量為m、速度大小均為v、帶電量為e的電子，電子重力忽略不計(jì)．在三角形ABO內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，當(dāng)電子從頂點(diǎn)A沿AB方向射入磁場時(shí)，電子恰好從O點(diǎn)射出．試求：
①從頂點(diǎn)A沿AB方向射入的電子在磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t；
②磁場大小、方向保持不變，改變勻強(qiáng)磁場分布區(qū)域，使磁場存在于三角形ABO內(nèi)的左側(cè)，要使放射出的電子穿過磁場后都垂直穿過y軸后向右運(yùn)動(dòng)，試求勻強(qiáng)磁場區(qū)域分布的最小面積S．
③磁場大小、方向保持不變，現(xiàn)改變勻強(qiáng)磁場分布區(qū)域，使磁場存在于y軸與虛線之間，示意圖見圖乙所示，仍使放射出的電子最后都垂直穿過y軸后向右運(yùn)動(dòng)，試確定勻強(qiáng)磁場左側(cè)邊界虛線的曲線方程．

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科目：高中物理 來源：2006-2007學(xué)年度江蘇省運(yùn)河中學(xué)高二物理10月月考試題(3-1) 題型：021

某靜電場沿X方向的電勢分布如圖所示，則下列說法錯(cuò)誤的是

A．在0-X1之間不存在沿X方向的電場，在X1-X2之間存在著沿X方向的勻強(qiáng)電場

B．在0-X1之間存在沿X方向的勻強(qiáng)電場，在X1-X2之間存在著沿X方向的勻強(qiáng)電場

C．在0-X1之間不存在沿X方向的電場，在X1-X2之間存在著沿X方向的非勻強(qiáng)電場

D．在0-X1之間存在著沿X方向的勻強(qiáng)電場，在X1-X2之間存著沿X方向的非勻強(qiáng)電場

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，在xOy坐標(biāo)平面X軸上方有存沿－y方向的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng),在X軸下方有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，場強(qiáng)B.現(xiàn)有一電荷量為+q、質(zhì)量為m的粒子（不計(jì)重力）以初速度v0沿+x方向從y軸上坐標(biāo)為（0,l）的P點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)，求：                                                   

粒子經(jīng)過X軸時(shí)的速度大小及方向                                 .

從開始運(yùn)動(dòng)到第二次經(jīng)過X軸所用的時(shí)間

粒子第三次經(jīng)過X軸的坐標(biāo)。

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，在xOy坐標(biāo)平面X軸上方有存沿－y方向的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng),在X軸下方有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，場強(qiáng)B.現(xiàn)有一電荷量為+q、質(zhì)量為m的粒子（不計(jì)重力）以初速度v0沿+x方向從y軸上坐標(biāo)為（0,l）的P點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)，求：                                                   

（1）粒子經(jīng)過X軸時(shí)的速度大小及方向                                 .

（2）從開始運(yùn)動(dòng)到第二次經(jīng)過X軸所用的時(shí)間

（3）粒子第三次經(jīng)過X軸的坐標(biāo)。

 

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科目：高中物理 來源：2012屆安徽省亳州市高二上學(xué)期期末考試物理試卷 題型：計(jì)算題

如圖所示，在xOy坐標(biāo)平面X軸上方有存沿－y方向的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng),在X軸下方有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，場強(qiáng)B.現(xiàn)有一電荷量為+q、質(zhì)量為m的粒子（不計(jì)重力）以初速度v0沿+x方向從y軸上坐標(biāo)為（0,l）的P點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)，求：                                                   

（1）粒子經(jīng)過X軸時(shí)的速度大小及方向                                 .

（2）從開始運(yùn)動(dòng)到第二次經(jīng)過X軸所用的時(shí)間[來源:學(xué).科.網(wǎng)]

（3）粒子第三次經(jīng)過X軸的坐標(biāo)。

 

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