（10分）如圖所示，一條長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣細(xì)線一端固定在O點(diǎn)，另一端拴有一個(gè)質(zhì)量為m的帶電小球，將它置于場(chǎng)強(qiáng)大小為E的水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，當(dāng)小球處在細(xì)線與豎直方向的夾角為α的A點(diǎn)時(shí)處于平衡狀態(tài)，問：

（1）小球帶何種電荷？所帶電荷量為多少？

（2）在平衡位置以多大的速度vA釋出小球，才能使之在電場(chǎng)中作豎直平面內(nèi)的完整圓周運(yùn)動(dòng)？

 

【答案】

（1）正電；；（2）

【解析】

試題分析：（1）小球受重力mg、電場(chǎng)力Eq、線的拉力T作用,如圖可知小球受電場(chǎng)力與電場(chǎng)方向平行，故小球帶正電。              （1分）

Eq=mgtanα，所以：             ①（3分）

（2）簡(jiǎn)化處理，將復(fù)合場(chǎng)（重力場(chǎng)和電場(chǎng)）等效為重力場(chǎng)，小球在等效重力場(chǎng)中所受重力為，由上圖有：，即

小球在A點(diǎn)處于平衡狀態(tài)，若小球在A點(diǎn)以速度VA開始繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng)，若能通過延長(zhǎng)線上的B點(diǎn)（等效最高點(diǎn)）就能做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，在B點(diǎn)根據(jù)向心力公式得：；為臨界條件，所以

又因僅重力、電場(chǎng)力對(duì)小球做功，由動(dòng)能定理得：

由以上二式解得：           ②（6分）

（其它解法也可以，各種表達(dá)自行酌情給分）

考點(diǎn)：共點(diǎn)力平衡、靜電場(chǎng)、圓周運(yùn)動(dòng)

 

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：

如圖所示，一條長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線，上端固定，將它置于一勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)大小為E，水平向右，已知當(dāng)細(xì)線離開豎直位置的偏角為α?xí)r，小球處于平衡狀態(tài)．
（1）小球帶何種電荷？電量是多少？
（2）如果使細(xì)線的偏角由α增大到?，然后由靜止釋放，則?應(yīng)為多大，才能使細(xì)線達(dá)到豎直位置時(shí)，小球的速度剛好為零？
（3）如果將小球向左方拉成水平，此時(shí)線被拉直，那么放手后小球?qū)⒆鲈鯓拥倪\(yùn)動(dòng)？小球開始運(yùn)動(dòng)后經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間線又被拉直？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，一條長(zhǎng)為l的細(xì)線，上端固定，下端拴一質(zhì)量為m的帶電小球，將它置于一勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，方向水平向右，已知細(xì)線離開豎直位置的偏角為?時(shí)，小球處于平衡狀態(tài)，則：
（1）小球帶何種電荷？（2）求出小球所帶的電荷量．?
?

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，一條長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線，上端固定，下端栓一質(zhì)量為m的帶電小球，將它置于一勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，方向水平向右，已知細(xì)線離開豎直位置的偏角為α?xí)r，小球處于平衡．
（1）小球帶何種電荷？求出小球所帶的電量．
（2）如果使細(xì)線的偏角由α增大到φ，然后將小球由靜止釋放，則φ為多大才能使在細(xì)線到達(dá)豎直位置時(shí)，小球的速度剛好為零？
（3）當(dāng)細(xì)線與豎直方向成α角時(shí)，至少要給小球一個(gè)多大的沖量，才能使小球做圓周運(yùn)動(dòng)？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，一條長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線上端固定在O點(diǎn)，下端系一個(gè)質(zhì)量為m的小球，將它置于一個(gè)很大的方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，已知小球在B點(diǎn)時(shí)平衡，細(xì)線與豎直線的夾角為45°，求：
（1）現(xiàn)將小球提至某一位置懸線伸直，試通過計(jì)算說明此時(shí)懸線與豎直方向夾角應(yīng)為多大，才能使小球由靜止釋放后運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)時(shí)，小球速度恰好為零？
（2）當(dāng)細(xì)線與豎直方向成45°角時(shí)，至少要給小球一個(gè)多大的速度，才能使小球做完整的圓周運(yùn)動(dòng)？（結(jié)果可保留根號(hào)）

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，一條長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線，上端固定，將它置于一充滿空間的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，
場(chǎng)強(qiáng)大小為E，方向水平向右．已知當(dāng)細(xì)線向右偏離豎直方向的偏角為θ時(shí)，帶電小球處于平衡狀態(tài)．求：
（1）小球帶何種電性？電量為多少？
（2）如果使細(xì)線向右與豎直方向的偏角由θ增大為β，且自由釋放小球，則β為多大時(shí)，才能使細(xì)線達(dá)到豎直位置時(shí)，小球的速度又剛好為零？

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