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20．在如圖所示的勻強電場中，有一細線AB，B端固定有一個大小可忽略，質量為m，帶電荷量為Q的小球，當B球靜止后與豎直方向的夾角為θ，求勻強電場的場強．及小球所受的拉力大小．

分析 以小球為研究對象，分析受力，作出力圖，根據平衡條件求解電場力進而求得場強和細線的拉力

解答 解：小球受重力mg、棒拉力T，還應受到水平向右的電場力F，故Q為正電荷，由平衡條件：受力圖
Tsinθ-F=0…①
Tcosθ=mg…②
聯立①②有：F=mgtanθ   
$T=\frac{mg}{cosθ}$
又由F=QE     
得：E=$\frac{mgtanθ}{Q}$
答：勻強電場的場強為得$\frac{mgtanθ}{Q}$．小球所受的拉力$\frac{mg}{cosθ}$

點評 本題是帶電體在電場中平衡問題，當作力學問題去處理，關鍵是分析電場力大小和方向．

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

2．如圖，MNQO為有界的豎直向下的勻強電場，ACB為光滑固定的半圓形軌道，圓形軌道半徑為R，AB為圓水平直徑的兩個端點，C為半圓軌道的最低點（在電場中）．一質量為m，電荷量為-q的帶電小球從A點正上方高H處由靜止釋放，并從A點沿切線進入半圓軌道，不計空氣阻力，重力加速度大小為g．
（1）若電場強度E1=$\frac{mg}{q}$，求小球由釋放經A到C的時間；
（2）電場強度E2為多大時，小球恰能沿軌道運動，且到達B點時的速度為零；
（3）若電場強度E3=$\frac{{E}_{2}}{2}$，要使小球能沿軌道到達B點，求H應滿足的條件．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

11．如圖（a）所示為吊式電扇，三個葉片的長度都為l，互成120°中間轉動軸半徑為r．某同學想用電扇的葉片切割地球磁場來發電供照明用，在葉片外端和內端（即轉軸外緣）間用導線連接一電阻為R0的小燈泡，如圖（b）所示，若不計所有接觸電阻和葉片電阻，電扇勻速轉動的角速度為ω．假若電扇所處地球磁場可以認為是勻強磁場，磁感應強度豎直向下分量為B，則下列說法中正確的是（　　）
A．葉片上b點電勢高于a點電勢
B．燈兩端的電壓為Bl（l+r）ω
C．通過燈的電流強度為$\frac{Bl（l+r）ω}{2{R}_{0}}$
D．燈泡上消耗電功率為$\frac{{B}^{2}{l}^{2}（l+2r）^{2}{ω}^{2}}{4{R}_{0}}$

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

8．如圖所示，一帶電粒子以某速度進入水平向右的勻強電場中，在電場力作用下形成圖中所示的運動軌跡．M和N是軌跡上的兩點，其中M點是軌跡的最右點．不計重力，下列表述正確的是（　　）
A．粒子在電場中的電勢能始終在增加B．粒子所受電場力沿電場方向
C．粒子在電場中的加速度不變D．粒子在M點的速率最小

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

15．如圖所示，帶正電荷量為q、質量為m的滑塊，沿固定絕緣斜面勻速下滑，現加一豎直向上的勻強電場，電場強度為E，且qE≤mg，以下判斷中，正確的是（　　）
A．物體將保持勻速下滑B．物體將沿斜面加速下滑
C．物體將沿斜面減速下滑D．不能確定物體的運動狀態

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

5．如圖所示，在一光滑的水平桌面上，放置一質量為M，寬為L的足夠長“”型框架，其PQ部分電阻為R，其它部分的電阻不計．PQ與勁度系數為k的另一端固定的輕彈簧相連，開始彈簧處于自然狀態，框架靜止．光滑弧形導軌寬也為L，其下端與框架的MN剛好平滑接觸（不連接）．MN右側處于豎直向上的勻強磁場中，磁感應強度為B．現從距桌面高h處靜止釋放一質量為m、電阻為R的金屬棒ab，棒與框架之間的動摩擦因數為μ，ab運動到桌面時，受到水平向右的恒力F=3μmg作用．當ab勻速時，框架已靜止．（在上述過程中彈簧一直在彈性限度內）問：
（1）棒剛開始進入磁場的瞬間，框架的加速度為多大？
（2）棒勻速運動時的速度多大？
（3）若棒從滑上框架通過位移s=$\frac{7μmg}{2k}$后開始勻速，已知彈簧的彈性勢能的表達式為$\frac{1}{2}$kx2（x為彈簧的形變量），則在棒通過位移 s 的過程中，回路中產生的電熱為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

12．如圖甲所示，光滑的平行豎直金屬導軌AB、CD相距L，在A、C之間接一個阻值為R的電阻，在兩導軌間abcd矩形區域內有垂直導軌平面向外、長為5d的勻強磁場，磁感應強度為B，一質量為m、電阻為r、長度也剛好為L的導體棒放在磁場下邊界ab上（與ab邊重合），現用一個豎直向上的力F拉導體棒，使它由靜止開始運動，導體棒剛要離開磁場時做勻速直線運動，導體棒與導軌始終垂直且保持良好接觸，導軌電阻不計，F隨導體棒與初始位置的距離x變化的情況如圖乙所示，已知重力加速度為g，下列判斷正確的是（　　）
A．導體棒離開磁場時速度大小為$\frac{2mg（R+r）}{{B}^{2}{L}^{2}}$
B．導體棒經過磁場的過程中，通過電阻R的電荷量為$\frac{5BLd}{R}$
C．離開磁場時導體棒兩端電壓為$\frac{2mgR}{BL}$
D．導體棒經過磁場的過程中，電阻R產生焦耳熱為$\frac{9mgdR{B}^{4}{L}^{4}-2{m}^{3}{g}^{2}R（R+r）^{2}}{{B}^{4}{L}^{4}（R+r）}$

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

9．一個帶負電的電荷量為q、質量為m的小球，從光滑絕緣的斜面軌道的A點由靜止下滑，小球恰能通過半徑為R的豎直圓形軌道的最高點B而做圓周運動．現在豎直方向上加如圖所示的勻強電場，若仍從A點由靜止釋放該小球，則（　　）
A．小球不能過B點
B．小球仍恰好能過B點
C．小球能過B點，且在B點與軌道之間壓力不為0
D．小球在B點與軌道之間壓力為0

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

10．如圖所示，在豎直方向的勻強電場中，有一不帶電絕緣長木板靜止在光滑水平面上，今有一質量為m，帶電荷量為-q的小物塊從左端以某一初速度起向右滑動，當電場強度方向向下時，小物塊恰好只能到達長木板的右端，當電場強度方向向上時，小物塊恰好只能到達長木板中點，求電場強度E的大小．

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