4．如圖所示，質(zhì)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$\frac{\sqrt{3}mg}{2q}$．

分析 當(dāng)合力的方向與速度的方向在同一條直線上時，粒子做直線運動，抓住電場力和重力的合力與速度方向在同一條直線上，根據(jù)平行四邊形定則求出電場力的最小值，從而確定電場強度的最小值和方向．

解答 解：小球只受重力和電場力．重力的大小方向都不變．
為使小球能沿PQ方向運動，應(yīng)讓小球所受合力方向沿PQ方向．
用三角形定則，由重力向PQ方向作垂線，垂線段最短，最短的力為電場力F．如圖所示．
則電場力F=mgcos30°=$\frac{\sqrt{3}}{2}$mg，場強大�。篍=$\frac{F}{q}$=$\frac{\sqrt{3}mg}{2q}$；
正電荷受電場力方向與場強方向一致，故場強方向垂直于PQ方向．
故答案為：垂直PQ向上；$\frac{\sqrt{3}mg}{2q}$．

點評 本題關(guān)鍵在于把握物體做直線運動的條件：合力與速度共線．分析受力情況是解決帶電粒子在電場中運動問題的基礎(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：解答題

14．如圖所示，兩根電阻不計的相同平行金屬直導(dǎo)軌豎直放置，軌道間距為2L，軌道上端接一定值電阻，阻值為R，下端固定在絕緣的水平面上，一輕質(zhì)彈簧固定在地面上和兩側(cè)軌道距離相等，MNQP區(qū)域有垂直于導(dǎo)軌平面向外的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B，將質(zhì)量為m，電阻不計的金屬桿ab套在軌道兩側(cè)，從距PQ為2L的位置由靜止釋放，由于兩側(cè)擠壓桿滑動過程中受到的總摩擦力大小f=$\frac{1}{4}$mg，已知ab桿下滑過程中離開磁場前已經(jīng)勻速，ab桿離開磁場后下滑到距MN為L時彈簧壓縮到最短，然后反彈沿導(dǎo)軌向上運動到PQ時速度恰好為零．不計空氣阻力，重力加速度為g，在上述過程中，求：
（1）ab桿向下剛進(jìn)入磁場時的速度v0大小是多少？
（2）彈簧被壓縮到最短時的彈性勢能Ep是多少？
（3）ab桿向下運動的過程和向上運動的過程中電阻R所產(chǎn)生的熱量之差△Q是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

15．如圖所示，豎直放置的兩根足夠長平行金屬導(dǎo)軌相距L，導(dǎo)軌間接有一定值電阻R，質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒與兩導(dǎo)軌始終保持垂直并良好接觸，且無摩擦，整個裝置放在勻強磁場中，磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直，重力加速度為g，現(xiàn)將金屬棒由靜止釋放，金屬棒下落高度為h時開始做勻速運動，在此過程中（　�。�
A．導(dǎo)體棒的最大加速度為g
B．導(dǎo)體棒勻速運動前做加速度不斷減小的變加速運動
C．導(dǎo)體棒的最大速度為$\frac{mgR}{{{B^2}{L^2}}}$
D．通過電阻R的電荷量為$\frac{BLh}{R+r}$

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

12．下列關(guān)于勻強電場中場強和電勢差的關(guān)系，正確的說法是（　　）
A．在相同距離上的兩點，電勢差大的其場強也必定大
B．任意兩點間的電勢差，等于場強大小和這兩點間距離的乘積
C．電勢降落的方向必是場強方向
D．沿著電場線方向，任何相等距離上的電勢降落必定相同

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

19．在水平方向的勻強電場中，一不可伸長的不導(dǎo)電細(xì)絲一端連著一個質(zhì)量為m、帶正電小球，另一端固定在O點，將小球拉起直至細(xì)線與場強方向平行，然后無初速度釋放，則小球沿圓弧做往復(fù)運動．已知小球擺到最低點的另一側(cè)與豎直方向成的最大角度為θ=37°．求：
（1）電場力與重力之比是多少；
（2）小球經(jīng)過最低點時細(xì)線對小球的拉力大�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

9．一長為L的細(xì)線，上端固定于O點，下端栓一質(zhì)量為m、電荷量為q的小球，處于如圖所示的水平向右的勻強電場中．開始時，將線與小球拉成水平，然后釋放，小球由靜止開始以O(shè)為圓心OA為半徑向下擺動．當(dāng)細(xì)線轉(zhuǎn)過60°角，小球到達(dá)B點時速度恰好為零（重力加速度為g）．則（　�。�
A．AB兩點的電勢UAB=$\frac{\sqrt{3}mgL}{2q}$
B．勻強電場的電場強度大小為E=$\frac{\sqrt{2}mg}{q}$
C．小球到達(dá)B點時，細(xì)線對小球的拉力T=$\sqrt{3}$mg
D．若O點為零電勢點，則小球到達(dá)B點時電勢能最大

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

16．為了確定電場中P點的場強大小，用細(xì)絲線懸掛一個帶電的小球進(jìn)行試探，當(dāng)小球在P點靜止時，測出懸線與豎直方向的夾角為37°，已知P點的場強方向在水平方向上，小球的重力為4.0×10-3N，所帶電量為0.01C，取sin37°=0.6，則；
（1）該小球帶何種電荷
（2）P點的場強大小是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

13．如圖所示，在直角坐標(biāo)系xOy的第二象限存在沿y軸正方向的勻強電場，電場強度的大小為E1，在y軸的左側(cè)存在垂直于紙面的勻強磁場．現(xiàn)有一質(zhì)量為m，帶電荷量為-q的帶電粒子從第二象限的A點（-3L，L）以初速度v0沿x軸正方向射入后剛好做勻速直線運動，不計帶電粒子的重力．
（1）求勻強磁場的大小和方向；
（2）撤去第二象限的勻強磁場，同時調(diào)節(jié)電場強度的大小為E2，使帶電粒子剛好從B點（-L，0）進(jìn)入第三象限，求電場強度E2的大小．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

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(zhì)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(fù)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？

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同步練習(xí)冊答案