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(10)如图所示,空间存在着电场强度、方向竖直向上的匀强电场,在电场内一长为L=...

(10)如图所示,空间存在着电场强度6ec8aac122bd4f6e、方向竖直向上的匀强电场,在电场内一长为L=0.5m的绝缘细线一端固定于O点,另一端拴着质量m=0.5kg、电荷量6ec8aac122bd4f6e的小球。现将细线拉至水平位置,将小球由静止释放,当小球运动到最高点时细线受到的拉力恰好达到它能承受的最大值而断裂,取6ec8aac122bd4f6e。求:

(1)小球运动到圆周最高点的速度;

(2)细线能承受的最大拉力值;

(3)当细线断后,小球继续运动到与O点水平方向的距离为L时,小球距离O点的高度。

6ec8aac122bd4f6e

 

(1)  (2)(3)y=0.625m 【解析】(1)由小球向上运动,知小球带正电,设小球到达圆周最高点速度为 v 从水平位置到圆周最高点过程,由动能定理:         2分                                                1分 (2)在圆周最高点,设细线最大承受力为 Fm 对小球:                                 2分                                                    1分 (3)细线断裂后,小球在竖直方向的加速度为a                                            1分 小球在水平方向做匀速直线运动                                                   1分 竖直位移是                                          1分 解得   y=0.625m 本题考查带电粒子在电场中的圆周运动,由小球向上运动,知小球带正电,设小球到达圆周最高点速度为 v,在运动到最高点的过程中,重力和电场力做功,由动能定理可求得最高点速度大小,在最高点由绳子的拉力、电场力、重力的合力提供向心力,可求得绳子拉力大小,绳子断裂后小球做类平抛运动,竖直方向的加速度由重力和电场力的合力提供,水平方向匀速运动,由平抛运动规律可求解
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(9分)如图所示,两带电平行板A、B间的电场为匀强电场,场强E=4.0×102V/m,两板相距d=0.16m,板长L=0.30m。一带电量q=1.0×10-16C、质量m=1.0×10-22㎏的粒子沿平行于板方向从两板的正中间射入电场后向着B板偏转,不计带电粒子所受重力,求:

6ec8aac122bd4f6e

(1)粒子带何种电荷;

(2)要使粒子能飞出电场,粒子飞入电场时的速度v0至少为多大;

(3)粒子飞出电场时最大偏角的正切值6ec8aac122bd4f6e

 

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(8分)如图所示,平行板电容器的两个极板A、B分别接在电压为60 V的恒压电源上,两极板间距为3 cm,电容器带电荷量为6×10-8C,A极板接地(电势为零).求:

(1)平行板电容器的电容;

(2)平行板电容器两板之间的电场强度;

(3)距B板为2 cm的C点处的电势.

6ec8aac122bd4f6e

 

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(9分)如图所示,在场强大小为E的匀强电场中,将电荷量为+q的点电荷由A点沿直线移至B点,AB间的距离为L,AB方向与电场方向成60°角,求:

(1)点电荷所受电场力的大小;

(2)在此过程中电场力做的功;

(3)A、B两点间的电势差。

6ec8aac122bd4f6e

 

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(6分)如图所示,把一带电量为-5×10-8C的小球A用绝缘细绳悬起,若将带电量为 +4×10-6C的带电小球B靠近A,当两个带电小球在同一高度相距30cm时,绳与竖直方向成45°角,取6ec8aac122bd4f6e6ec8aac122bd4f6e,且A、B两小球均可视为点电荷, 求:

(1)AB两球间的库仑力;

(2)A球的质量.

6ec8aac122bd4f6e

 

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光滑绝缘的水平地面上有相距为L的点电荷A、B,带电荷量分别为+4Q和-Q,今引入第三个点电荷C,由静止释放后使三个点电荷都处于平衡状态,则C的电荷量      和放置的位置距B点电荷      处.

 

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