【題目】”形輕桿兩邊互相垂直、長度均為l,可繞過O點的水平軸在豎直平面內自由轉動,兩端各固定一個金屬小球A、B,其中A球質量為m,帶負電,電量為q,B球的質量為m,B球開始不帶電,整個裝置處于豎直向下的勻強電場中,電場強度。現(xiàn)將“”形桿從OB位于水平位置由靜止釋放:

(1)當“”形桿轉動的角速度達到最大時,OB桿轉過的角度為多少?

(2)若使小球B也帶上負電,仍將“”形桿從OB位于水平位置由靜止釋放,OB桿順時針轉過的最大角度為90°,則小球B帶的電量為多少?轉動過程系統(tǒng)電勢能的最大增加值為多少?

【答案】(1)53°;(2),

【解析】

(1)轉速最大時,系統(tǒng)力矩平衡:

解得:

(2)B帶的電量為q',轉過最大角度時,動能為零,由動能定理得:

解得:

當轉角為α時電,勢能的增加值等于兩球克服電場力的功:

整理得:

式中當:,電勢能的最大增加值為。

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在足夠長的光滑水平桌面上靜置一個四分之一光滑圓弧形槽,質量,半徑,末端與桌面相切。將質量的小球(可視為質點)由槽的頂端無初速度釋放,經(jīng)桌面上點水平飛出,小球恰好無碰撞地沿圓弧切線從點進入固定的豎直光滑圓弧軌道,為圓弧的兩端點,其連線水平,為圓弧最低點。已知圓弧對應圓心角,半徑。取,,。求:

1)小球沿弧形槽下滑到槽底端時,槽的速度大;

2)桌面離水平地面的高度;

3)小球運動至點時對圓弧軌道的壓力大小。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,平行放置的兩金屬導軌相距L=0.50m,放在磁感應強度B=0.60T,方向垂直于導軌平面向下的勻強磁場中,軌道間接一電阻R=0.20Ω。一根長為L、電阻r=0.10Ω的導體棒ac垂直軌道放置。當ac棒在水平外力的作用下以v=4.0m/s的速度向右勻速運動,忽略棒與軌道的摩擦,不計導軌的電阻,求:

1ac棒產(chǎn)生感應電動勢的大小

2)棒兩端的電壓大小

3)維持ac棒做勻速運動的水平外力的大小。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】圖為某種質譜儀的結構的截面示意圖,該種質譜儀由加速電場、靜電分析器和磁分析器組成。其中靜電分析器由兩個相互絕緣且同心的四分之一圓柱面的金屬電極構成,點是圓柱面電極的圓心。靜電分析器中的電場的等勢面在該截面圖中是一系列以為圓心的同心圓弧,圖中虛線A是半徑為r的等勢線。分別為靜電分析器兩端為帶電粒子進出所留的狹縫。磁分析器中有以為圓心、半徑為2d的四分之一圓弧的區(qū)域,該區(qū)域有垂直于截面的勻強磁場,磁場左邊界與靜電分析器的右邊界平行,為磁分析器上為帶電粒子進入所留的狹縫。離子源不斷地發(fā)出正離子束,正離子束中包含電荷量均為、質量分別為的兩種同位素離子。離子束從離子源發(fā)出的初速度可忽略不計,經(jīng)電壓為U的加速電場加速后,全部從狹縫沿垂直于的方向進入靜電分析器。進入靜電分析器后,同位素離子沿等勢線A運動并從狹縫射出靜電分析器,而后由狹縫沿垂直于的方向進入磁場中。質量為的同位素離子偏轉后從磁場下邊界中點沿垂直于的方向射出,而質量為的同位素離子偏轉后從磁場下邊界的點射出,其中。忽略離子的重力、離子之間的相互作用、離子對場的影響和場的邊緣效應。求:

1)靜電分析器中等勢線A上各點的電場強度E的大。

2)兩種同位素離子的質量之比;

3)兩種同位素離子在磁場中的運動時間之比

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一矩形金屬線圈共10匝,在勻強磁場中繞垂直磁場方向的轉軸勻速轉動,產(chǎn)生交變電流的電動勢為e220sin100πtV,對于這個交變電流的說法正確的是(

A.此交變電流的頻率為50Hz

B.此交變電流電動勢的有效值為220V

C.t0時,線圈平面與中性面重合,此時磁通量最大

D.耐壓為230 V的電容器能夠在該交變電路中使用

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,MN是磁感強度為B的磁場邊界,一帶電量為q2.0×10-9C,質量為m=1.8×10-16kg的粒子,在MNO點沿與MN30°角方向進入磁場,經(jīng)歷t1.5×10-6s后到達MN上另一點P.重力不計,取π=3,求:

1)此粒子是帶正電還是負電;

2)粒子從進入磁場到穿出磁場時速度的偏向角Δφ;

3)磁感強度B

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,平行板之間存在著相互垂直的勻強磁場和勻強電場,磁場的磁感應強度B10.20 T,方向垂直紙面向里,電場強度E11.0×105 V/m,PQ為板間中線.緊靠平行板右側邊緣的xOy坐標系的第一象限內有一邊界線OA,與y軸正方向間的夾角為45°,邊界線的上方有垂直紙面向外的勻強磁場,磁感應強度B20.25 T,邊界線的下方有水平向右的勻強電場E2.一束電荷量q8.0×1019 C、質量m8.0×1026 kg的帶正電粒子從P點射入平行板間,沿中線PQ做直線運動,穿出平行板后從y軸上坐標為(0,0.4m)的Q點垂直y軸射入磁場區(qū),最后打到x軸上的C點.已知C的橫坐標為xC0.6 m,求:

1)粒子在平行板間運動的速度v大。

2)粒子進入電場時速度的方向和電場強度E2的大;

3)現(xiàn)只改變AOy區(qū)域內磁場的磁感應強度的大小,使粒子都不能打到x軸上,磁感應強度的大小B2應滿足什么條件?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某研究性學習小組描繪了三種電學元件的伏安特性曲線,如圖所示,下列判斷中正確的是(

A.圖甲反映該電學元件的導電性能隨電壓的增大而增強

B.圖乙反映溫度會影響該電學元件的導電性能

C.圖丙反映該電學元件加正向電壓和反向電壓時導電性能一樣

D.圖丙反映該電學元件如果加了較高的反向電壓(大于40V)時,反向電流才急劇變大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質量相同的三個小球從足夠長的斜面上同一點O分別以初速度v1v2、v3水平拋出,落在斜面上的位置分別為A、B、C,已知OA=AB=BC,空氣阻力不計,則( 。

A. v1v2v3=1:2:3

B. 落到斜面時的速度方向不同

C. 落到斜面時的動能之比為1:2:3

D. 落到斜面時的動能增量之比為1:4:9

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