質量為m的小球帶電量為+q,由長為l的絕緣繩系住,在豎直向上場強為E的勻強電場中,為使小球在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運動,則在小球運動的過程中(  )
分析:小球在最高點和最低點受到重力、電場力和繩子的拉力,合力提供向心力,根據(jù)向心力公式列式即可求解,注意繩子只能提供拉力.
解答:解:A、如果Eq>mg,在最高點速度最大,
在最低點有:Eq+N-mg=m
v2
r
,當N=0時,速度最小,解得:v=
(Eq-mg)l
m

小球從最高點運動到最低點的過程中,根據(jù)動能定理得:
(mg-Eq)?2r=
1
2
mv2-
1
2
mv′2

解得:v′=
5(Eq-mg)l
m

所以在最高點的速度最小為
5(Eq-mg)l
m
,最高點的速度最大,所以最大速度不能小于
5(Eq-mg)l
m
,故A錯誤,B正確;
C、如果Eq<mg,在最低點速度最大,在最高點速度最小,
在最高點有:mg-Eq+N=m
v2
r
,當N=0時,速度最小,
解得:v=
(mg-Eq)l
m

所以最小速度不能小于
(mg-Eq)l
m
,故CD錯誤
故選B
點評:本題主要考查了向心力公式及動能定理的直接應用,要求同學們能正確對小球進行受力分析,難度適中.
練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)在勻強電場中,將一個帶電量為q,質量為m的小球由靜止釋放,帶電小球的軌跡為一直線,該直線與豎直方向夾角為θ,如圖所示,那么勻強電場的場強大小為( 。
A、最大值是
mgtanθ
q
B、最小值是
mgsinθ
q
C、唯一值是
mgtanθ
q
D、同一方向上,可有不同的值

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,勻強電場方向與水平線間夾角θ=30°,斜向右上方,電場強度為E,質量為m的小球帶負電,以初速度v0開始運動,初速度方向與電場方向一致.
(1)若小球的帶電量為q=mg/E,為使小球能做勻速直線運動,應對小球施加的恒力F1的大小和方向如何?
  (2)若小球的帶電量為q=2mg/E,為使小球能做直線運動,應對小球施加的最小恒力F2的大小和方向如何?

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科目:高中物理 來源: 題型:

(8分)如圖所示,勻強電場方向與水平線間夾角θ=30°,斜向右上方,電場強度為E,質量為m的小球帶負電,以初速度v0開始運動,初速度方向與電場方向一致。

 (1)若小球的帶電量為q=,為使小球能做勻速直線運動,應對小球施加的恒力F1的大小和方向如何?

(2)若小球的帶電量為q=,為使小球能做直線運動,應對小球施加的最小恒力F2的大小和方向如何?

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,用長L的絕緣細線拴住一只質量為m的、帶電量為q的小球,線的另一端拴在水平向右的勻強電場中,開始時把小球、線拉到和O在同一水平面上(線拉直)A點,讓小球由靜止開始釋放,當擺線擺到與水平線成60°角到達B點時,球的速度正好為零,求:

(1)A、B兩點之間的電勢差。

(2)勻強電場的場強。

(3)小球運動到B點時細線上的拉力大小。

(4)分析小球到達B點以后的運動情況。

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