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如图(a)所示,在电场强度为E、方向水平向右的匀强电场中,有两个质量均为m的小球A、B(可被视为质点),被固定在一根绝缘轻杆的两端,轻杆可绕与电场方向垂直的固定转动轴O无摩擦转动,小球A、B与轴O间的距离分别为l、2l,其中小球B上带有电量为q的正电荷,小球A不带电。将轻杆转动到水平方向后,无初速释放,若已知

求(1)轻杆转动到何位置时,小球A、B的速率达到最大。

  (2)若l=米,小球A、B的最大速率为多少?

某同学是这样解的:(1)目前轻杆无法平衡,在小球A、B的带动下,开始顺时针转动,当A、B的速度达到最大时,小球B所受的电场力与重力的合力恰与杆平行,如图(b)所示,

所以tanθ=qE/mg=¼¼¼¼,

(2)对从a图位置到b图位置过程用动能定理求出A、B两球的最大速率。

你认为这位同学的解法是否正确,若正确,请完成计算;若不正确,请说明理由,并用你自己的方法算出正确结果。

 

【答案】

(1),q=30°(2)

【解析】

(1)解题方法不正确    (2分)。

因为当小球A、B的速度达到最大时,整个系统处于力矩平衡状态。(2分)

当系统处于力矩平衡时:

设此时轻杆与竖直方向夹角为q,(2分)

解得tanq=(2分),q=30°(1分)

(2)解题思路正确

    (2分)

                                 (2分)

 

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

(2009?广东)如图(a)所示,一个电阻值为R,匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路,线圈的半径为r1,在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图(b)所示,图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0导线的电阻不计,求0至t1时间内
(1)通过电阻R1上的电流大小和方向;
(2)通过电阻R1上的电量q及电阻R1上产生的热量.

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C
C

(2)如图(c)所示,甲、乙是在两个不同电流下得出的图象,比较甲、乙电流的大小,应有I
大于
大于
I(填“大于”、“等于”或“小于”)

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如图(a)所示,一个电阻值为R,匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路,线圈的半径为r1,在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图(b)所示.图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0,导线的电阻不计.在0至t1时间内,求:
(1)通过电阻R1上的电流大小和方向;
(2)通过电阻R1上的电荷量q
(3)电阻R1上产生的热量?

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图(a)所示,一个电阻值为R,匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路.线圈的半径为r1.在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图(b)所示.图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0.导线的电阻不计.求0至t0时间内通过电阻R1上的电流大小是多少?方向是从a至b还是从b至a?

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(1)通过电阻R上的电流大小和方向;
(2)通过电阻R上的电量q及电阻R上产生的热量.

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