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如图所示,在匀强电场中取一点O作为圆心,以R=10cm为半径在竖直面内作一个圆,...

如图所示,在匀强电场中取一点O作为圆心,以R=10cm为半径在竖直面内作一个圆,圆面与匀强电场的电场线平行(电场线未画出).在O点固定一个电量为Q=5×10-4 C的带负电的点电荷.现将一个质量m=3g、电量q=2×10-10 C的带正电小球,放置在圆周上与圆心在同一水平线上的a点时,恰好能静止.若用另一个外力将小球从a点缓慢地移到圆周的最高点b,求这个外力所做的功.

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根据库仑定律可求得库仑力,得出库仑力与重力的关系,由平衡条件可得出匀强电场对电荷的电场力,根据动能定理,即可求解. 【解析】 带电小球在a点受到Q的库仑力FQ为, 代入数据算得 FQ=0.09N 带电小球所受重力  G=0.03N   所以            FQ=3G      小球在a点静止,设匀强电场对q的作用力为FE,其受力如图所示, 由平衡条件得 ∴电场力 FE=G 把小球从a点移到b点,负点电荷Q对它不做功, 由动能定理得 W-GR-FEcosα•R+FEsinα•R=0  其中  cosα== sinα== 解得   W=3GR=9×10-3 J 答:这个外力所做的功9×10-3 J.
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考点分析:
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(1)开关S断开时,电流表A的示数多大?
(2)开关S闭合时,灯泡L1消耗的功率多大?

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①标准电流表(量程0-1.5mA,0-10mA)
②电阻箱(0-9999Ω)
③电位器(0-100kΩ)
④电源(电动势2V)
⑤电源(电动势6V)
⑥滑动变阻器(0-50Ω,额定电流1.5A)
⑦电键两只,导线若干.
(1)用半偏法测定电流表的内阻.采用图1电路测定电流表G的内阻.要想得到较高的精确度,从以上给出的器材中,可变电阻R1应选用    ,可变电阻R2应选用    ,电源E应选用    .(填所给器材前的数字符号)
(2)图2为将G改装成两量程电流表的电路,如果在实验中所得的R2的阻值为400Ω,则图2中的电阻Ra=    Ω,Rb=    Ω.
(3)本实验第(1)步的系统误差总是使测得的Rg比真实值偏    .由此引起的结果是在校对中,发现改装电流表的示数总是比标准电流表的示数偏   
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对应点速度(m/s)
B0.122
C0.164
D0.205
E0.250
F0.289
(1)计算vF的公式为vF=   
(2)根据(1)中得到的数据,以A点对应的时刻为t=0,试在图乙中所给的坐标系中,作出v-t图象,并求物体的加速度a=    m/s2
(3)如果当时电网中交变电流的频率是f=51Hz,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比    (选填:偏大、偏小或不变).
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A.由于F1、F2等大反向,故系统机械能守恒
B.由于F1、F2等大反向,故系统动量守恒
C.由于F1、F2分别一直对m1、m2做正功,故系统机械能不断增加
D.当弹簧弹力大小与F1、F2大小相等时,m1、m2的动能最大
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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