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        1. 在電場強度為E、方向水平向右的勻強電場中,有兩個質(zhì)量均為m的小球A、B(可被視為質(zhì)點),被固定在一根絕緣輕桿的兩端,輕桿可繞與電場方向垂直的固定轉(zhuǎn)動軸O無摩擦轉(zhuǎn)動,小球A、B與軸O間的距離分別為l、2l,其中小球B上帶有電量為q的正電荷,小球A不帶電,已知
          .
          mg
          =
          3
          6
          .現(xiàn)將輕桿轉(zhuǎn)動到水平方向后,如圖(a)所示,無初速釋放.求:
          (1)小球B的電勢能變化量的最大值(結(jié)果用m、g和l字母表示);
          (2)輕桿轉(zhuǎn)動到何位置時,小球A、B的速度達到最大?某同學(xué)這樣解:目前輕桿無法平衡,在小球A、B的帶動下,開始順時針轉(zhuǎn)動,當(dāng)A、B的速度達到最大時,小球B所受的電場力與重力的合力恰與桿平行,如圖(b)所示,所以tanθ=…,你認為這位同學(xué)的解法是否正確,若正確,請完成計算;若不正確,請說明理由,并用你自己的方法算出正確結(jié)果.
          分析:(1)小球B電勢能變化量為最大值時,小球的速度為0,根據(jù)動能定理求解;
          (2)抓住小球A、B速度最大時,整個系統(tǒng)處于力矩平衡狀態(tài).
          解答:解:

          (1)小球B電勢能變化量為最大值時,小球的速度為零,設(shè)輕桿轉(zhuǎn)過的角度為θ,根據(jù)動能定理:
          WGA+WGB+WF=△Ek
          即:mg2lsinθ-mglsinθ-Eq2l(1-cosθ)=0
          由已知
          Eq
          mg
          =
          3
          6

          可得sinθ=
          3
          2
          ,cosθ=
          1
          2
          即θ=120°
          所以有△?max=|WF|=Eq2l(1-cosθ)=
          3
          2
          mgl

          (2)不正確

          因為當(dāng)小球A、B的速度達到最大時,整個系統(tǒng)處于力矩平衡狀態(tài)
          當(dāng)系統(tǒng)處于力矩平衡時:MGA+M=MGB
          設(shè)此時輕桿與豎直方向夾角為θ,則
          mglsinθ+Eq2lcosθ=2mglsinθ
          解得tanθ=
          3
          3
          即θ=30°
          答:(1)小球B的電勢能變化量的最大值為
          3
          2
          mgl

          (2)tanθ=
          3
          3
          即θ=30°
          點評:解答本題要注意當(dāng)小球A、B的速度達到最大時,整個系統(tǒng)處于力矩平衡狀態(tài),難度適中.
          練習(xí)冊系列答案
          相關(guān)習(xí)題

          科目:高中物理 來源: 題型:

          (2009?徐匯區(qū)二模)辯析題:如圖(a)所示,在電場強度為E、方向水平向右的勻強電場中,有兩個質(zhì)量均為m的小球A、B(可視為質(zhì)點),被固定在一根絕緣輕桿的兩端,輕桿可繞與電場方向垂直的固定轉(zhuǎn)動軸O無摩擦轉(zhuǎn)動,小球A、B與軸O間的距離分別為L、2L,其中小球B上帶有電量為q的正電荷,小球A不帶電.將輕桿轉(zhuǎn)動到水平方向后,無初速釋放,若已知
          .
          mg
          =
          3
          6
          ,求輕桿轉(zhuǎn)動到何位置時,小球A、B的速度達到最大.
          同學(xué)是這樣解的:由于輕桿水平時無法平衡,在小球A、B的帶動下,開始順時針轉(zhuǎn)動,當(dāng)A、B的速度達到最大時,小球B所受的電場力與重力的合力恰與桿平行,如圖(b)所示,所以tanθ=

          你認為這位同學(xué)的解法是否正確,若正確,請完成計算;若不正確,請說明理由,并用你自己的方法算出正確結(jié)果.

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          質(zhì)量為m的帶電液滴,在電場強度為E,方向豎直向上的勻強電場中處于靜止?fàn)顟B(tài),試求:
          (1)該液滴的帶電性質(zhì)和所帶的電荷量;
          (2)當(dāng)場強方向保持不變,而大小突然減為原來的一半時,求液滴的加速度.

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          (2012?閔行區(qū)三模)如圖(a)所示,在電場強度為E、方向水平向右的勻強電場中,有兩個質(zhì)量均為m的小球A、B(可被視為質(zhì)點),被固定在一根絕緣輕桿的兩端,輕桿可繞與電場方向垂直的固定轉(zhuǎn)動軸O無摩擦轉(zhuǎn)動,小球A、B與軸O間的距離分別為l、2l,其中小球B上帶有電量為q的正電荷,小球A不帶電.將輕桿轉(zhuǎn)動到水平方向后,無初速釋放,若已知
          .
          mg
          =
          3
          6


          求:(1)輕桿轉(zhuǎn)動到何位置時,小球A、B的速率達到最大.
          (2)若l=
          3
          米,小球A、B的最大速率為多少?
          某同學(xué)是這樣解的:(1)目前輕桿無法平衡,在小球A、B的帶動下,開始順時針轉(zhuǎn)動,當(dāng)A、B的速度達到最大時,小球B所受的電場力與重力的合力恰與桿平行,如圖(b)所示,所以tanθ=qE/mg=…,
          (2)對從a圖位置到b圖位置過程用動能定理求出A、B兩球的最大速率.你認為這位同學(xué)的解法是否正確,若正確,請完成計算;若不正確,請說明理由,并用你自己的方法算出正確結(jié)果.

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          精英家教網(wǎng)如圖所示,在電場強度為E、方向水平向右的勻強電場中,A、B為一豎直線上的兩點,相距為L,外力F將質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子從A點勻速移到B點,重力不能忽略,則下列說法中正確的是( 。
          A、外力的方向水平向左
          B、外力的方向豎直向上
          C、外力的大小等于qE+mg
          D、外力的大小等于
          (qE)2+(mg)2

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