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16.如圖所示,豎直放置的光滑圓環上,穿過一個絕緣小球,小球質量為m,帶電量為q,整個裝置置于水平向左的勻強電場中.今將小球從與環心O在同一水平線上的A點由靜止釋放,它剛能順時針方向運動到環的最高點D,而速度為零,求:
(1)電場強度大小為多大?
(2)小球到達最低點B時對環的壓力為多大?

分析 (1)對AD過程分析,由動能定理可以求出電場強度.
(2)對AB過程由動能定理可以求出小球到達B時的速度.小球做圓周運動,由牛頓第二定律可以求出小球在B點受到的環的支持力,然后由牛頓第三定律求出環受到的壓力.

解答 解:小球在運動過程中受到重力、電場力與環的彈力作用,環的彈力對小球不做功;
(1)從A到D的過程中,
由動能定理得:-mgr+qEr=0-0,
解得:E=$\frac{mg}{q}$;
(2)從A到B的過程中,
由動能定理得:mgr+qEr=$\frac{1}{2}$mv2-0,
解得:v=2$\sqrt{gr}$;
小球在B點做圓周運動,環的支持力與重力的合力提供向心力,
由牛頓第二定律得:F-mg=m$\frac{{v}^{2}}{r}$,
解得:F=5mg,
由牛頓第三定律得:小球在B點時對環的壓力大小F′=F=5mg;
答:(1)電場強度大小為$\frac{mg}{q}$;
(2)小球在B點時對環的壓力大小為5mg.

點評 本題考查了求電場強度、小球的速度、環受到的壓力等問題,對小球正確受力分析、熟練應用動能定理、向心力公式即可正確解題.

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

6.一根絕緣細繩上端固定在天花板上,下端掛一個質量為m,帶電量為-q的帶電小球,小球所處的空間中存在水平方向的勻強電場,如圖所示,小球靜止時,細線與豎直方向的夾角為θ,已知當地的重力加速度為g,通過受力分析,求:
(1)該電場中電場強度的方向 
(2)繩子上的拉力F 
(3)該電場場強的大小.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

7.如圖所示,P、Q為平行板電容器,兩極板豎直放置,在兩板間用絕緣線懸掛一帶電小球.將該電容器與電源連接,閉合電建后,懸線與豎直方向夾角為α.則(  )
A.保持開關斷開,縮小P、Q兩板間的距離,角度α會減小
B.保持開關斷開,加大P、Q兩板間的距離,角度α會增大
C.將開關再閉合,加大P、Q兩板間的距離,角度α會增大
D.將開關再閉合,縮小P、Q兩板間的距離,角度α會增大

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

4.如圖所示,把A、B兩個相同的導電小球分別用長為0.10m的絕緣細線懸掛于OA和OB兩點.用絲綢摩擦過的玻璃棒與A球接觸,棒移開后將懸點OB移到OA點固定.兩球接觸后分開,平衡時距離為0.12m.已測得每個小球質量是8.0×10-4kg,帶電小球可視為點電荷,(g=10m/s2,k=9.0×109N•m2/C2 ) 下列選項中不正確是(  )
A.兩球所帶電荷量相等B.A球所受的靜電力為1.0×10-2N
C.B球所帶的電荷量為4$\sqrt{6}$×10-8CD.A、B兩球連續中點處的電場強度為0

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

11.如圖所示,兩個帶等量異種電荷、豎直正對放置、電容為C、間距為d的平行金屬板,兩板間的電場可視為勻強電場.將一個質量為m、電荷量為-q的帶電小球,用長度為L(L<d)的、不可伸長的絕緣細線懸掛于兩板間電場中的O點.現將小球拉至細線剛好伸直但不繃緊的位置M,某時刻由靜止釋放小球,當小球向下擺過60°到達N點時,小球的速度恰好為零.若在小球下擺過程中,細線始終未松弛,重力加速度取g,不考慮空氣阻力的影響,試求:
(1)兩極板間電場強度大小和方向
(2)左側金屬板所帶的電荷量Q是多少?
(3)該過程中電勢能變化量△Ep

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

1.如圖所示,空間分布著豎直向上的勻強電場E,現在電場區域內某點O處放置一負點電荷Q,并在以O點為球心的球面上選取a、b、c、d四點,其中ac連線為球的水平大圓直徑,bd連線與電場方向平行.不計空氣阻力,則下列說法中正確的是(  )
A.b、d兩點的電場強度相同,電勢相同
B.a、c兩點的電場強度不同,電勢不同
C.若從a點拋出一帶正電小球,小球可能沿a、c所在圓周作勻速圓周運動
D.若從a點拋出一帶負電小球,小球可能沿b、d所在圓周作勻速圓周運動

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

8.質量為m的帶電小球帶電量為q,用絕緣細線懸掛在水平向左的勻強電場中,平衡時絕緣細線與豎直方向成30°角,重力加速度為g.求
(1)帶電小球帶何種電荷.
(2)電場強度的大小.
(3)剪去細線后小球的加速度為多少m/s?(g=10m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

5.如圖所示是一輛汽車做直線運動的x-t圖象,對相應的線段所表示的運動,下列說法正確的是(  )
A.AB段表示靜止
B.BC段發生的位移為8m,CD段發生的位移為12m
C.BC段運動方向與CD段運動方向相同均為正方向
D.CD段運動速度大小大于BC段運動速度大小

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

6.下列說法中正確的是(  )
A.甲用力把乙推倒,說明只是甲對乙有力的作用,乙對甲沒有力的作用
B.只有有生命的物體才會施力,無生命的物體只會受到力,不會施力
C.任何一個物體,一定既是受力物體,也是施力物體
D.拳擊手一拳擊出,沒有聲中對方,這時只有施力物體,沒有受力物體

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