【題目】在豎直平面內(nèi)有水平向右、場(chǎng)強(qiáng)為的勻強(qiáng)電場(chǎng)。在場(chǎng)中有一根長(zhǎng)為的絕緣細(xì)線，一端固定在點(diǎn)，另一端系質(zhì)量為的帶電小球，它靜止時(shí)細(xì)線與豎直方向成角。如圖所示，給小球一個(gè)初速度讓小球恰能繞點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，取小球在最初靜止時(shí)的位置為電勢(shì)能和重力勢(shì)能的零點(diǎn)， ， 求：

⑴小球所帶電量；

⑵小球恰能做圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能最小值；

⑶小球恰能做圓周運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能最小值。

【答案】(1)3×10-5C(2)0.5J(3)1.54J

【解析】(1)根據(jù)平衡關(guān)系： ，所以得到： ，代入數(shù)據(jù)得。

(2)由于重力和電場(chǎng)力都是恒力，所以它們的合力也是恒力，類比重力場(chǎng)，在圓上各點(diǎn)中，小球在平衡位置A時(shí)動(dòng)能最大，在平衡位置A的對(duì)稱點(diǎn)B，小球的動(dòng)能最小，在對(duì)稱點(diǎn)B，小球受到的重力和電場(chǎng)力，其合力F作為小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，而繩的拉力恰為零.有，而 所以 。

(3)當(dāng)小球在圓上最左側(cè)的C點(diǎn)時(shí)，電勢(shì)最高，電勢(shì)能最大，機(jī)械能最小。由B運(yùn)動(dòng)到A，根據(jù)動(dòng)能定理，有所以，A點(diǎn)的重力勢(shì)能和電勢(shì)能均為零，則總能量E=2.5J。由C ，克服電場(chǎng)力做的功： ，即C點(diǎn)的電勢(shì)能，所以C點(diǎn)的機(jī)械能為。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為30KW，質(zhì)量為1000kg，當(dāng)汽車在水平路面上行駛時(shí)受到阻力為車重的0.1倍()，求：

（1）汽車在路面上能達(dá)到的最大速度；

（2）若汽車從靜止開始保持2m/s2的加速度作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，達(dá)到額定輸出功率后，汽車保持功率不變又加速行駛了200m，直到獲得最大速度后才勻速行駛。求汽車從靜止到獲得最大行駛速度所用的總時(shí)間.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】圖甲為一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)示意圖，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化如圖乙所示．已知發(fā)電機(jī)線圈的匝數(shù)為10匝，電阻r=2Ω，外電路的小燈泡電阻恒為R=6Ω，電壓表、電流表均為理想電表．下列說法正確的是（　 　）

A. 電壓表的讀數(shù)為3V

B. 電流表讀數(shù)0.5A

C. 1秒內(nèi)流過小燈泡的電流方向改變25次

D. 線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，磁通量最大為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件，廣泛應(yīng)用于測(cè)量和自動(dòng)控制等領(lǐng)域．如圖是霍爾元件的工作原理示意圖，磁感應(yīng)強(qiáng)度B垂直于霍爾元件的工作面向下，通入圖示方向的電流I，C、D兩側(cè)面會(huì)形成電勢(shì)差UCD，下列說法中正確的是( )

A. 僅增大C、D間的寬度時(shí)，電勢(shì)差UCD變大

B. 若該霍爾元件是自由電子定向運(yùn)動(dòng)形成的電流，則電勢(shì)差UCD＜0

C. 在測(cè)定地球赤道上方的地磁場(chǎng)強(qiáng)弱時(shí)，元件的工作面應(yīng)保持水平

D. 僅增大磁感應(yīng)強(qiáng)度時(shí)，電勢(shì)差UCD變大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖1所示，一個(gè)圓形線圈的匝數(shù)n=100匝，線圈面積S=0.2m2，線圈的電阻r=1Ω，線圈外接一個(gè)阻值R=4Ω的電阻，把線圈放入一方向垂直線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖2所示．求

（1）在0～4s內(nèi)穿過線圈的磁通量變化量；

（2）前4s內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；

（3）6s內(nèi)通過電阻R的電荷量q．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示， 的平板車左端放的小鐵塊，鐵塊與平板車之間的動(dòng)摩擦因數(shù)。開始時(shí)，車與鐵塊以共同的速度向右在光滑水平面上運(yùn)動(dòng)，車與豎直墻正碰（機(jī)械能不損失），碰撞時(shí)間極短，車身足夠長(zhǎng)，鐵塊始終不與墻相碰，求小車與墻第一次碰后的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中所走的總路程。（）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量為M、長(zhǎng)為L的木板置于光滑的水平面上，一質(zhì)量為m的滑塊放置在木板左端，滑塊與木板間滑動(dòng)摩擦力大小為f，用水平的恒定拉力F作用于滑塊．當(dāng)滑塊運(yùn)動(dòng)到木板右端時(shí)，木板在地面上移動(dòng)的距離為s，下列結(jié)論中正確的是

A. 其他條件不變的情況下，m越大，s越小

B. 其他條件不變的情況下，M越大，s越小

C. 其他條件不變的情況下，F越大，滑塊到達(dá)右端所用時(shí)間越短

D. 其他條件不變的情況下，f越大，滑塊到達(dá)右端所用時(shí)間越長(zhǎng)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】用如圖所示電路，測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。電池的內(nèi)阻較小，為了防止在調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí)造成短路，電路中用一個(gè)定值電阻起保護(hù)作用。除電池、開關(guān)和導(dǎo)線外，可供使用的實(shí)驗(yàn)器材還有：

（a）電流表（量程0.6A、3A）

（b）電壓表（量程3V、15V）

（c）定值電阻（阻值、額定功率5W)

（d）滑動(dòng)變阻器（阻值范圍、額定電流2A）

（1）要正確完成實(shí)驗(yàn)，電壓表的量程應(yīng)選擇________V，電流表的量程應(yīng)選擇________A。

（2）在實(shí)驗(yàn)中測(cè)得多組電壓和電流值，得到如下圖所示的U-I圖線。由圖可較準(zhǔn)確地求出該電源電動(dòng)勢(shì)E=____________V；內(nèi)阻r=____________ 。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一長(zhǎng)木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物塊；在木板右方有一墻壁，木板右端與墻壁的距離為4.5m，如圖（a）所示．t=0時(shí)刻開始，小物塊與木板一起以共同速度向右運(yùn)動(dòng)，直至t=1s時(shí)木板與墻壁碰撞（碰撞時(shí)間極短）．碰撞前后木板速度大小不變，方向相反；運(yùn)動(dòng)過程中小物塊始終未離開木板．已知碰撞后1s時(shí)間內(nèi)小物塊的v﹣t圖線如圖（b）所示．木板的質(zhì)量是小物塊質(zhì)量的15倍，重力加速度大小g取10m/s2．求

（1）木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1及小物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2；

（2）木板的最小長(zhǎng)度；

（3）木板右端離墻壁的最終距離．

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