質(zhì)量為m、帶+q電量的小球以水平初速度v0進入豎直向上的勻強電場中,如圖甲所示.今測得小球進入電場后在豎直方向上上升的高度y與水平方向的位移x之間的關(guān)系如圖乙所示.根據(jù)圖乙給出的信息,求:
(1)勻強電場的場強大;
(2)小球從進入勻強電場到上升到h高度的過程中,電場力所做的功;
(3)小球在h高度處的動能.
分析:(1)小球受重力和電場力,在磁場中做類平拋運動,在垂直于磁場方向上做勻速直線運動,在沿電場方向上做勻加速直線運動,根據(jù)水平位移求出運動的時間,根據(jù)豎直位移求出加速度,再根據(jù)牛頓第二定律求出勻強電場的電場強度.
(2)電場力是恒力,根據(jù)W=Fscosθ求出恒力的功.
(3)根據(jù)動能定理求出小球在h高度處的動能.
解答:解:(1)豎直方向:qE-mg=ma     h=
1
2
at2

水平方向:l=v0t
解得:E=
mg
q
+
2hmv02
ql2

故勻強電場的場強大小E=
mg
q
+
2hmv02
ql2

(2)W=qEh,代入E得:W=mgh+
2h2mv02
l2

故電場力所做的功為mgh+
2h2mv02
l2

(3)由動能定理得:qEh-mgh=Ek-
1
2
mv02
解得:Ek=
1
2
mv02
+
2h2mv02
l2

故小球在h高度處的動能為
1
2
mv02
+
2h2mv02
l2
點評:解決本題的關(guān)鍵掌握處理類平拋運動的方法,在垂直于磁場方向上做勻速直線運動,在沿電場方向上做勻加速直線運動,且分運動與合運動具有等時性.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,一個質(zhì)量為m,帶+q電量的粒子在BC邊上的M點以速度v垂直于BC邊飛入正三角形ABC.為了使該粒子能在AC邊上的N點垂直于AC邊飛出該三角形,可在適當(dāng)?shù)奈恢眉右粋垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場.若此磁場僅分布在一個也是正三角形的區(qū)域內(nèi),且不計粒子的重力,試求:
(1)畫出正三角形區(qū)域磁場的邊長最小時的磁場區(qū)域及粒子運動的軌跡.
(2)該粒子在磁場里運動的時間t.
(3)該正三角形區(qū)域磁場的最小邊長.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)一個質(zhì)量為m,帶+q電量的粒子在BC邊上的M點以速度v垂直于BC邊飛入正三角形ABC.為了使該粒子能在AC邊上的N點垂真于AC邊飛出該三角形,可在適當(dāng)?shù)奈恢眉右粋垂直于紙面向里,磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場.若此磁場僅分布在一個也是正三角形的區(qū)域內(nèi),且不計較粒子的重力.試求:
(1)該粒子在磁場里運動的時間t;
(2)該正三角形區(qū)域磁場的最小邊長;
(3)畫出磁場區(qū)域及粒子運動的軌跡.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)一個質(zhì)量為m、帶+q電量的小球,用長L的絕緣細(xì)線懸吊在豎直向下的場強為E的勻強電場中.如果將細(xì)線拉至與豎直方向成θ角,然后將小球無初速釋放,如圖所示.求小球運動到最低點時細(xì)線的拉力多大.

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科目:高中物理 來源: 題型:

質(zhì)量為m,帶+q電量的小球以水平速度V0進入豎直向上的勻強電場中,如圖甲所示,今測得小球進入電場后豎直方向上上升的高度y與水平方向的位移x之間的關(guān)系如圖(重力加速度為g)。根據(jù)圖乙給出的信息,求:
電場強度的大小
小球從進入勻強電場到上升到h高度的過程中,電場力所做的功
小球在h高度處的動能

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