如图所示的装置中,平行板电场中有一质量为m,带电量为q的小球,用长L的细线拴住后在电场中处于平衡状态(即平衡位置),此时线与竖直方向的夹角为θ,两板间的距离为d,求:(1)

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 动能定理/2022-11-05 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示的装置中,平行板电场中有一质量为m,带电量为q的小球,用长L的细线拴住后在电场中处于平衡状态(即平衡位置),此时线与竖直方向的夹角为θ,两板间的距离为d,求:
(1)小球带何种电荷?
(2)两板间的电势差是多少?
(3)把线拉成竖直向下的位置,放手后小球到达平衡位置时的速度为多大?
魔方格

◎ 答案

(1)由小球处于平衡状态,及受力分析可知小球受电场力方向水平向左,小球应带负电.
(2)设此时绳子拉力为T,板间电场强度为E,由平衡条件得
   qE=Tsinθ      ①
   mg=Tcosθ     ②
由匀强电场    E=
U
d
    ③
由上述①②③式可解得 U=
mgtanθ
q
    ④
(3)从放手到平衡位置,由动能定理得:
  qELsinθ-mgL(1-cosθ)=
1
2
mv2-0  ⑤
由上述①②③⑤可解得    v=

2gL(sinθtanθ+cosθ-1)
 ⑥
答:
(1)小球带负电荷.
(2)两板间的电势差是U=
mgtanθ
q
.   
(3)把线拉成竖直向下的位置,放手后小球到达平衡位置时的速度为v=

2gL(sinθtanθ+cosθ-1)

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示的装置中,平行板电场中有一质量为m,带电量为q的小球,用长L的细线拴住后在电场中处于平衡状态(即平衡位置),此时线与竖直方向的夹角为θ,两板间的距离为d,求:(1)…”主要考查了你对  【动能定理】,【电场强度的定义式】,【电势差】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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