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在竖直平面内有水平向右、场强为E=1×104N/C的匀强电场。在场中有一根长L=...

在竖直平面内有水平向右、场强为E=1×104N/C的匀强电场。在场中有一根长L=2m的绝缘细线,一端固定在O点,另一端系质量为0.04kg的带电小球,它静止时细线与竖直方向成37°角。如图所示,给小球一个初速度让小球恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动,取小球在静止时的位置为电势能和重力势能的零点,下列说法正确的是(cos37°=0.8,g=10m/s2)

A. 小球所带电量为q=3.5×10-5C

B. 小球恰能做圆周运动动能最小值是0.96J

C. 小球恰能做圆周运动的机械能最小值是1.54J

D. 小球恰能做圆周运动的机械能最小值是0.5J

 

C 【解析】对小球进行受力分析如图所示: 根据平衡条件得:,解得:,故A错误;由于重力和电场力都是恒力,所以它们的合力也是恒力 在圆上各点中,小球在平衡位置A点时的势能(重力势能和电势能之和)最小,在平衡位置的对称点B点,小球的势能最大,由于小球总能量不变,所以在B点的动能最小,对应速度最小,在B点,小球受到的重力和电场力,其合力作为小球做圆周运动的向心力,而绳的拉力恰为零,有:,而,所以,故B错误;由于总能量保持不变,即(C为恒量).所以当小球在圆上最左侧的C点时,电势能最大,机械能最小,由B运动到A,,,联立解得:,总能量,由C运动到A,,所以C点的机械能为,即机械能的最小值为1.54J,故C正确,D错误;故选C。
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考点分析:
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A B C D区域内存在电场强度为E的匀强电场,一带正电为q的带电小球用长为轻质细绳系于O点且绳子不可伸长,小球所受电场力为重力的5倍,如图所示在距O点为处有一个钉子,此时绳与竖直方向夹角为,小球从O点正下方由静止释放,小球离开电场时绳子恰好断裂,则下列说法正确的是(    )

A. 小球摆动过程中机械能守恒

B. 碰到钉子时小球的速度为

C. 小球离开电场能上升的最大高度为

D. 小球飞出电场时所受绳子的最大拉力为

 

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图(a)为示波管的原理图。如果在点击之间所加的电压图按图(b)所示的规律变化,在电极之间所加的电压按图(c)所示的规律变化,则在荧光屏上会看到的图形是

 

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如图所示,带正电的A球固定,质量为m、电荷量为+q的粒子Ba处以速度v0射向A,虚线abcB运动的一段轨迹,b点距离A最近.粒子经过b点时速度为v,重力忽略不计.则(  )

A. 粒子从a运动到b的过程中动能不断减小

B. 粒子从b运动到c的过程中加速度不断增大

C. 可求出A产生的电场中a、b两点间的电势差

D. 可求出A产生的电场中b点的电场强度

 

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一带电粒子在电场中只受电场力作用时,它不可能出现的运动状态是(    )

A. 匀速直线运动    B. 匀加速直线运动

C. 匀变速曲线运动    D. 匀速圆周运动

 

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如图所示的电路中,两平行金属板AB水平放置,接入如图所示电路中,两板间的距离d=50cm,电源电动势E=15V,内电阻r,电阻R1=4Ω,R2=10Ω,闭合开关S,待电路稳定后,将一带电的小球放入板间恰能保持静止,若小球质量为m=2×10-2kg,电量q=1×10-2C,问:

(1)小球带正电还是负电,电容器的电压为多大?

(2)电源的内阻为多大?

(3)电源的效率是多大?(取g=10m/s2

 

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