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如图所示,空间某区域存在足够大的水平方向的匀强电场E=2×104N/C,将一长为L=1m的不可伸长的绝缘细线一...

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问题详情:

如图所示,空间某区域存在足够大的水平方向的匀强电场E=2×104 N/C,将一长为L=1m的不可伸长的绝缘细线一端固定于O点,另一端连接一个质量为m=0.1 kg的可视为质点小球,小球带电量q= +5 ×l0-5 C,现将绝缘细线AO拉至与电场线平行位置,且细线刚好拉直,让小球从A处静止释放,取g= 10 m/s2,求:

如图所示,空间某区域存在足够大的水平方向的匀强电场E=2×104N/C,将一长为L=1m的不可伸长的绝缘细线一...

(1)小球第一次到达O点正下方的B点时细线的拉力F;

(2)小球从A运动到B过程中,小球的最大速度vm;

(3)若让小球在如图所示的竖直平面内做完整的圆周运动,则需在A处给小球一个垂直于细线的初速度vo,求vo的最小值.(以上结果可用根式表示)

【回答】

(1)1N    (2)如图所示,空间某区域存在足够大的水平方向的匀强电场E=2×104N/C,将一长为L=1m的不可伸长的绝缘细线一... 第2张m/s    (3)如图所示,空间某区域存在足够大的水平方向的匀强电场E=2×104N/C,将一长为L=1m的不可伸长的绝缘细线一... 第3张m/s

【详解】

(1)因mg=1N,qE=1N,则小球沿圆弧运动,由A到B由动能定理:如图所示,空间某区域存在足够大的水平方向的匀强电场E=2×104N/C,将一长为L=1m的不可伸长的绝缘细线一... 第4张 解得vB=0,

则F=mg=1N

(2)依题意小球运动到AB圆弧中点C时,速度最大,由A到C由动能定理:如图所示,空间某区域存在足够大的水平方向的匀强电场E=2×104N/C,将一长为L=1m的不可伸长的绝缘细线一... 第5张

解得:如图所示,空间某区域存在足够大的水平方向的匀强电场E=2×104N/C,将一长为L=1m的不可伸长的绝缘细线一... 第6张

 (3)由题意可知,当小球运动到圆周上与C点对称的D处时,有:如图所示,空间某区域存在足够大的水平方向的匀强电场E=2×104N/C,将一长为L=1m的不可伸长的绝缘细线一... 第7张

由A到D由动能定理:如图所示,空间某区域存在足够大的水平方向的匀强电场E=2×104N/C,将一长为L=1m的不可伸长的绝缘细线一... 第8张

解得:如图所示,空间某区域存在足够大的水平方向的匀强电场E=2×104N/C,将一长为L=1m的不可伸长的绝缘细线一... 第9张

【点睛】

此题是带电粒子在电场和重力场中的运动问题,因重力和电场力都是恒力,则解题时也可以把它们等效为一个恒力来处理,然后结合圆周运动的规律求解.

知识点:带电粒子在电场中的运动

题型:解答题

TAG标签:#E2 #匀强 #细线 #L1m #104NC #
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