如圖2所示，一條長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線上端固定，下端拴一個(gè)質(zhì)量為m的帶電小球，將它置于一方向水平向右，場(chǎng)強(qiáng)為正的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，已知當(dāng)細(xì)線離開(kāi)豎直位置偏角α?xí)r，小球處于平衡狀態(tài)。

圖2
（1）若使細(xì)線的偏角由α增大到，然后將小球由靜止釋放。則應(yīng)為多大，才能使細(xì)線到達(dá)豎直位置時(shí)小球的速度剛好為零？
（2）若α角很小，那么（1）問(wèn)中帶電小球由靜止釋放在到達(dá)豎直位置需多少時(shí)間？
（1）（2）
帶電小球在空間同時(shí)受到重力和電場(chǎng)力的作用，這兩個(gè)力都是恒力，故不妨將兩個(gè)力合成，并稱合力為“等效重力”，“等效重力”的大小為：
，令
這里的可稱為“等效重力加速度”，方向與豎直方向成α角，如圖3所示。這樣一個(gè)“等效重力場(chǎng)”可代替原來(lái)的重力場(chǎng)和靜電場(chǎng)。

圖3
（1）在“等效重力場(chǎng)”中，觀察者認(rèn)為從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始擺至B點(diǎn)的速度為零。根據(jù)重力場(chǎng)中單擺擺動(dòng)的特點(diǎn)，可知。
（2）若α角很小，則在等效重力場(chǎng)中，單擺的擺動(dòng)周期為，從A→B的時(shí)間為單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的半周期。
即。
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題




(1)求此區(qū)域內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向；
(2)若某時(shí)刻微粒運(yùn)動(dòng)到場(chǎng)中距地面高度為H的P點(diǎn)，速度與水平方向成450，如圖所示．則該微粒至少須經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)到距地面最高點(diǎn)？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示,在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一絕緣的光滑離心軌道，一個(gè)帶負(fù)電的小球從斜軌道上的A點(diǎn)由靜止釋放，沿軌道滑下，已知小球的質(zhì)量為m，電量大小為-q，勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E，斜軌道的傾角為α (小球的重力大于所受的電場(chǎng)力) 。

（1）求小球沿斜軌道下滑的加速度的大��；
（2）若使小球通過(guò)半徑為R的圓軌道頂端的B點(diǎn)時(shí)不落下來(lái)，求A點(diǎn)距水平地面的高度h至少應(yīng)為多大？
（3）若小球從斜軌道h =" 5R" 處由靜止釋放，假設(shè)能夠通過(guò)B點(diǎn)，求在此過(guò)程中小球機(jī)械能的改變量。
 

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題


（1）磁感強(qiáng)度B的大小。
（2）小球?qū)壍雷畹忘c(diǎn)的最大壓力。
（3）若要小球在圓形軌道內(nèi)作完整的圓周運(yùn)動(dòng)，小球從軌道的水平直徑的M端下滑的最小速度。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，建立xOy坐標(biāo)系，兩平行極板P、Q垂直于y軸且關(guān)于x軸對(duì)稱，極板長(zhǎng)度和板間距均為l，兩板間電壓大小為U；第一、四象限有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于xOy平面向里。位于極板左側(cè)的粒子源沿x軸向右發(fā)射一個(gè)質(zhì)量為m、電量為+q、重力不計(jì)的帶電粒子，帶電粒子恰好經(jīng)極板邊緣射入磁場(chǎng)。上述m、q、l、U、B為已知量。（不考慮極邊緣的影響）。求
（1）粒子從粒子源射出時(shí)的速度大小。
（2）帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑和周期。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

人們利用發(fā)電機(jī)把天然存在的各種形式的能量轉(zhuǎn)化為電能，為了合理地利用這些能源，發(fā)電站要修建在靠近這些天然資源的地方.但用電的地方卻分布很廣，因此需要把電能輸送到很遠(yuǎn)的地方.某電站輸送電壓U=5000V，輸送功率P=500kW，安裝在輸電線路的起點(diǎn)和終點(diǎn)的電度表一晝夜讀數(shù)相差4800kW·h.試求：
（1）該電路的輸電效率和輸電線的電阻.
（2）如果發(fā)電機(jī)輸出電壓為250V，用戶需要電壓為220V.要使輸電損耗為5%,分別求升壓和降壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比.（計(jì)算時(shí)取）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

（16分）如圖13-4-10所示,在真空中,半徑為R＝5L0的圓形區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直紙面向里.在磁場(chǎng)右側(cè)有一對(duì)平行金屬板M和N,兩板間距離為d＝6L0,板長(zhǎng)為L(zhǎng)＝12L0,板的中心線O1O2與磁場(chǎng)的圓心O在同一直線上. 給M、N板加上電壓U0，其變化情況如圖13-4-11所示．有一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶電的粒子,從M、N板右側(cè)沿板的中心線，在t＝0或t＝T/4時(shí)刻以速率v向左射入M、N之間，粒子在M、N板的左側(cè)剛好以平行于M、N板的速度射出.若上述粒子經(jīng)磁場(chǎng)后又均能平行于M、N極板返回電場(chǎng)，而電場(chǎng)變化的周期Ｔ未知，求磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B相應(yīng)必須滿足的條件．(不計(jì)粒子重力)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：實(shí)驗(yàn)題

一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)?α?粒子同時(shí)射入同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，射入方向和磁場(chǎng)垂直，則：
如果兩者以相同的速度進(jìn)入磁場(chǎng)中，則其圓運(yùn)動(dòng)的軌道半徑之比是_______；
如果兩者以相同的動(dòng)量進(jìn)入磁場(chǎng)中，則其圓運(yùn)動(dòng)的軌道半徑之比是_______；
如果兩者以相同的動(dòng)能進(jìn)入磁場(chǎng)中，則其圓運(yùn)動(dòng)的軌道半徑之比是_______.

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

圖中，MN和PQ為相距40cm的平行金屬導(dǎo)軌，電阻等于0.3的金屬棒ab可緊貼平行導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)．相距為20cm的水平放置的兩平行金屬板A和C分別與兩平行導(dǎo)軌相連．圖中電阻R=0.1，導(dǎo)軌和連線的電阻不計(jì)，整個(gè)裝置處于如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．當(dāng)ab以速率v向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，恰能使一帶電微粒也以速率v在金屬板間作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，求ab勻速運(yùn)動(dòng)的速率v的取值范圍(g取10m/)

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案