【題目】如圖，質(zhì)量均為m的兩個小球A、B固定在彎成直角的絕緣輕桿兩端，AB=OB=l，可繞過O點且與紙面垂直的水平軸無摩擦地在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，空氣阻力不計。A球帶正電，B球帶負電，電量均為q，整個系統(tǒng)處在豎直向下的勻強電場中，場強E=。開始時，AB水平，以圖中AB位置為重力勢能和電勢能的零點，問：

(1)為使系統(tǒng)在圖示位置平衡，需在A點施加一力F，則F至少多大？方向如何？

(2)若撤去F，OB轉(zhuǎn)過45°角時，A球角速度多大？此時系統(tǒng)電勢能總和是多大？

(3)若撤去F，OB轉(zhuǎn)過多大角度時，系統(tǒng)機械能最大？最大值是多少？

【答案】（1）；方向與AB成角斜向上（2）；（3）90°；

【解析】

(1)當垂直于時力最小，根據(jù)力矩平衡：

已知：

可以求出：

方向與成角斜向上

(2)對系統(tǒng)列動能定理可得：

其中：

，

可得：

此時，電場力對球做正功，則有：

電場力對球做負功，則有：

則電場力對系統(tǒng)做功：

則系統(tǒng)電勢能：

(3)電勢能最小時，機械能最大，由(2)的結(jié)論，系統(tǒng)電勢能總和為：

即當，電勢能最小：

初始位置時，電勢能和機械能均為零，則此時最大機械能：

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】學(xué)校開展研究性學(xué)習(xí)，某研究小組的同學(xué)根據(jù)所學(xué)的光學(xué)知識，設(shè)計了一個測量液體折射率的儀器，如圖所示，在一圓盤上，過其圓心O作兩條互相垂直的直徑BC、EF，在半徑OA上，垂直盤面插下兩枚大頭針P1、P2并保持P1、P2位置不變，每次測量時讓圓盤的下半部分豎直進入液體中，而且總使得液面與直徑BC相平，EF作為界面的法線，而后在圖中右上方區(qū)域觀察P1、P2的像，并在圓周上插上大頭針P3，使P3正好擋住P1、P2的像，同學(xué)們通過計算，預(yù)先在圓周EC部分刻好了折射率的值，這樣只要根據(jù)P3所插的位置，就可直接讀出液體折射率的值，則：

（1）若∠AOF＝30°，OP3與OC的夾角為30°，則P3處所對應(yīng)的折射率的值為______，

（2）圖中P3、P4兩位置中______（填“P3”或“P4”）處所對應(yīng)的折射率大，

（3）若保持∠AOF＝30°不變，用該裝置能測量的最大折射率的值不超過________，

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，兩同心圓環(huán)A、B置于同一水平面上，其中B為均勻帶負電絕緣環(huán)，A為導(dǎo)體環(huán)．當B繞環(huán)心轉(zhuǎn)動時，導(dǎo)體環(huán)A產(chǎn)生順時針電流且具有擴展趨勢，則B的轉(zhuǎn)動情況是（）

A. 順時針加速轉(zhuǎn)動

B. 順時針減速轉(zhuǎn)動

C. 逆時針加速轉(zhuǎn)動

D. 逆時針減速轉(zhuǎn)動

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】小明同學(xué)用如圖所示裝置驗證機械能守恒定律，輕繩兩端跨過轉(zhuǎn)軸光滑的輕滑輪系著質(zhì)量均為M的重物A和B，將質(zhì)量為m的小砝碼C掛在在物體B上，B下方距離為h處固定一個光電門，物塊B裝有一寬度很小的擋光片，測得擋光片寬度為d，將系統(tǒng)靜止釋放，當擋光片通過光電門（固定光電門的裝置未畫出）時，可通過計算機系統(tǒng)記錄擋光時間△t。改變高度差h，重復(fù)實驗，采集多組h和△t的數(shù)據(jù)。

(1)若某次記錄的擋光時間為△t1，則擋光片到達光電門處時B的速度大小為__。

(2)小明設(shè)想，為了確定△t與h的關(guān)系，可以分別對△t與h取對數(shù)，并以lg△t為縱軸，以lgh為橫軸建立坐標系，得到的lg△t﹣lgh圖線為一直線，該直線的斜率為__。

(3)若lg△t﹣lgh圖線與縱軸交點坐標為c，若機械能守恒，可以得到該地重力加速度g=__。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為“研究一定質(zhì)量的氣體在溫度不變的情況下，壓強與體積的關(guān)系”實驗裝置，實驗步驟如下：

①把注射器活塞移至注射器滿刻度處，將注射器與壓強傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機逐一連接；

②移動活塞，記錄注射器的刻度值V，同時記錄對應(yīng)的由計算機顯示的氣體壓強值p；

③用V﹣ 圖像處理實驗數(shù)據(jù)，得出如圖2所示圖線．

（1）為了保持封閉氣體的溫度不變，實驗中采取的主要措施是________和________．

（2）如果實驗操作規(guī)范正確，但如圖2所示的V﹣ 圖線不過原點，則V0代表________．

（3）小明同學(xué)實驗時緩慢推動活塞，并記錄下每次測量的壓強p與注射器刻度值V．在實驗中出現(xiàn)壓強傳感器軟管脫落，他重新接上后繼續(xù)實驗，其余操作無誤．V﹣ 關(guān)系圖像應(yīng)是________

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】無限大接地金屬板和板前一點電荷形成的電場區(qū)域，和兩個等量異號的點電荷形成的電場等效．如圖所示P為一無限大金屬板，Q為板前距板為r的一帶正電的點電荷，MN為過Q點和金屬板垂直的直線，直線上A、B是和Q點的距離相等的兩點．下面關(guān)于A、B兩點的電場強度和、電勢和判斷正確的是

A.

B.

C.

D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖a所示，其中R兩端電壓U隨通過該電阻的直流電流I的變化關(guān)系如圖b所示．電源電動勢為7.0 V(內(nèi)阻不計)．且R1=1000Ω，(不隨溫度變化)．若改變R2．使AB與BC間的電壓相等，這時 ( )

A.R的阻值為1000Ω

B.R的阻值為1333Ω

C.通過R的電流約為2.0 mA

D.通過R的電流約為1.5 mA

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，R1、R2、R3為定值電阻，S0、S為電鍵，V與A分別為電壓表與電流表．初始時S0閉合、S斷開，現(xiàn)將S閉合，則（ ）

A.電壓表V的讀數(shù)變大，電流表A的讀數(shù)變小B.電壓表V的讀數(shù)變大，電流表A的讀數(shù)變大

C.電壓表V的讀數(shù)變小，電流表A的讀數(shù)變小D.電壓表V的讀數(shù)變小，電流表A的讀數(shù)變大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】ABCDE為單反照相機取景器中五棱鏡的一個截面示意圖，AB⊥BC，由a、b兩種單色光組成的細光束從空氣垂直射入棱鏡，經(jīng)兩次反射后光線垂直BC射出，且在CD、AE邊只有a光射出，光路如圖所示，則a、b兩束光（ ）

A.在真空中，a光的傳播速度比b光大

B.這兩束光同時射向某金屬，若a光能發(fā)生光電效應(yīng)，則b光一定能發(fā)生光電效應(yīng)

C.以相同的入射角從空氣斜射入水中，b光的折射角較小

D.從零逐漸增大從水斜射入空氣的入射角，b光比a光先發(fā)生全反射

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同步練習(xí)冊答案