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如图所示,用长为l的绝缘细线拴一个质量为m、带电量为+q的小球(可视为质点)后悬...

如图所示,用长为l的绝缘细线拴一个质量为m、带电量为+q的小球(可视为质点)后悬挂于O点,整个装置处于水平向右的匀强电场中.将小球拉至使悬线呈水平的位置A后,由静止开始将小球释放,小球从A点开始向下摆动,当悬线转过角到达位置B时,速度恰好为零.求:

        
1BA两点的电势差UBA
2)电场强度E
3)小球到达B点时,悬线对小球的拉力T
4)小球从A运动到B点过程中的最大速度vm和悬线对小球的最大拉力Tm

 

(1)(2)(3)(4) 【解析】(1)小球由A到B过程中,由动能定理得:mgLsin60°-qUBA=0 所以 (2)场强 (3)小球在AB间摆动,由对称性得知,B处绳拉力与A处绳拉力相等,而在A处,由水平方向平衡有:FTA=Eq=mg,所以FTB=FTA=mg (4)将电场力和重力等效为F′,当速度与F′垂直时,速度最大,F′与水平方向的夹角为θ, 根据几何关系得θ=30°, 根据动能定理,有:mgLsin30°−Eq(L−Lcos30°)=m 解得 悬线对小球的拉力Tm、重力沿半径方向的分力mgsin300、电场力沿半径方向的分力 qE cos300的合力是向心力:Tm – mgsin300– qEcos300= m,    解得Tm =(6– 2) mg. 点睛:解决本题关键要掌握动能定理和电场力做功W=qU、电场强度与电势差的关系式U=Ed.对于最大速度,可根据单摆的运动进行类比理解并分析得到.  
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考点分析:
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如图所示,相距为d的平行金属板AB竖直放置,在两板之间水平放置一绝缘平板。有一质量m、电荷量q(q0)的小物块在与金属板A相距l处静止。若某一时刻在金属板AB间加一电压UAB=,小物块与金属板只发生了一次碰撞,碰撞后电荷量变为,并以与碰前大小相等的速度反方向弹回。已知小物块与绝缘平扳间的动摩擦因数为,若不计小物块电荷量对电场的影响和碰撞时间。则

1)小物块与金属板A碰撞前瞬间的速度大小是多少?

2)小物块碰撞后经过多长时间停止运动?停在何位置?

 

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两块大小、形状完全相同的金属板水平正对放置,两板分别与电源正、负极相连接,两板间的电场可视为匀强电场,两板间有带电液滴。已知两板间电压为2×104V、板间距离为0.1m时,质量为1.6×10-14kg的带电液滴恰好静止于处于两板中央位置。g10m/s2,不计空气阻力。

求:(1)两板间的电场强度E的大小;
2)液滴所带的电荷量q的值;
3)如某一时刻突然撤去板间的电场,求液滴落到下板所用的时间。

 

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如图所示,在匀强电场中有AB两点,它们间距为2cm,两点的连线与场强方向成60°角。将一个电量为-2×10-5C的电荷由A移到B,其电势能增加了0.1J。则:

(1)在此过程中,电场力对该电荷做了多少功?

(2)AB两点的电势差UAB为多少?

(3)匀强电场的场强为多大?

 

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在竖直平面内有一方向斜向上且与水平方向成α=30°角的匀强电场,电场中有一质量为m,电量为q的带电小球,用长为L的不可伸长的绝缘细线悬挂于O点,如图所示。开始小球静止于M点时,细线恰好水平。现用外力将小球拉到最低点P,然后由静止释放,则以下判断正确的是 

A.小球再次到M点时,速度刚好为零

B.小球从P到M过程中,合外力对它做功mgL

C.小球从P到M过程中,机械能增加了mgL

D.如果小球运动到M点时,细线突然断裂,小球以后将做匀变速曲线运动

 

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如图(a)所示AB表示真空中水平放置的相距为d的平行金属板板长为L两板加电压后板间的电场可视为匀强电场。现在AB两板间加上如图(b)所示的周期性的交变电压t=0时恰有一质量为m、电量为q的粒子在板间中央沿水平方向以速度射入电场忽略粒子的重力则下列关于粒子运动状况的表述中正确的是( )

A. 粒子在垂直于板的方向上的分运动可能是往复运动

B. 粒子在垂直于板的方向上的分运动是单向运动

C. 只要周期T和电压的值满足一定条件粒子就可沿与板平行的方向飞出

D. 粒子不可能沿与板平行的方向飞出

 

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