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有三根長度皆為l=1.00 m的不可伸長的絕緣輕線,其中兩根的一端固定在天花板上的O點,另一端分別拴有質量皆為m=1.00×10-2kg的帶電小球A和B,它們的電荷量分別為-q和+q,q=1.00×10-7C,A、B之間用第三根線連接起來.空間中存在大小為E=1.00×106 N/C?的勻強電場,場強方向沿水平向右,平衡時如圖1-2-24所示.現將O、B之間的線燒斷,由于有空氣阻力,A、B球最后會達到新的平衡位置.求最后兩球的機械能與電勢能的總和與燒斷前相比改變了多少.(不計兩帶電小球間的相互作用的靜電力)

圖1-2-24

解析:本題的關鍵是找出A、B兩球重新平衡時的具體位置,根據視A、B兩球為整體的方法,很容易確定出燒斷O、B之間的線后,A、B重新平衡的位置如下圖所示.

         

因為A、B在水平方向上受力平衡,在豎直方向僅受線OA的拉力及各自的重力,則拉力與重力要平衡,線OA一定處于豎直位置.而B球受重力、線AB的拉力及向右的電場力,由平衡條件:·sinθ=qE,·cosθ=mg聯立兩式并代入數據θ=45°.

與原來的位置相比,A球的重力勢能減少了EA=mgl(1-sin60°),B球的重力勢能減少了EB=mgl(1-sin60°+cos45°),A球的電勢能增加了WA=qEl·cos60°,B球的電勢能減少了WB=qEl(sin45°-sin30°),兩種勢能總和減少了:W=WB-WA+EA+EB,代入數據解得W=6.8×10-2J.


練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

(2002?天津)有三根長度皆為l=1.00m的不可伸長的絕緣輕線,其中兩根的一端固定在天花板上的 O點,另一端分別掛有質量皆為m=1.00×10-2 kg的帶電小球A和B,它們的電量分別為一q和+q,q=1.00×10-7C.A、B之間用第三根線連接起來.空間中存在大小為E=1.00×106N/C的勻強電場,場強方向沿水平向右,平衡時 A、B球的位置如圖所示.現將O、B之間的線燒斷,由于有空氣阻力,A、B球最后會達到新的平衡位置.求最后兩球的機械能與電勢能的總和與燒斷前相比改變了多少.(不計兩帶電小球間相互作用的靜電力)

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科目:高中物理 來源: 題型:

有三根長度皆為l=1.00m的不可伸長的絕緣輕線,其中兩根的一端固定在天花板上的O點,另一端分別拴有質量皆為m=1.00×10-2 kg的帶電小球A和B,它們的電量分別為-q和+q,q=1.00×10-7C.A、B之間用第三根線連接起來.空間中存在大小為E=1.00×106 N/C的勻強電場,場強方向沿水平向右,平衡時A、B球的位置如圖所示. 現將O、B之間的線燒斷,由于有空氣阻力,A、B球最后會達到新的平衡位置.求最后兩球達到新的平衡位置時,線OA和線AB與豎直方向的夾角分別為多少?(不計兩帶電小球間相互作用的靜電力)(g=10m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網有三根長度皆為l=1.00m的不可伸長的絕緣輕線,其中兩根的一端固定在天花板上的O點,另一端分別拴有質量皆為m=1.00×10-2Kg的帶電小球A和B,它們的電量分別為+q和-q,q=1.00×10-7C.A、B之間用第三根線連接起來.空間中存在大小為E=1.00×106N/C的勻強電場,場強方向沿水平向右,平衡時A、B球的位置如圖所示.現將O、B之間的線燒斷,由于有空氣阻力,A、B球最后會達到新的平衡位置.(忽略電荷間相互作用力)
(1)在細線OB燒斷前,AB間細繩中的張力大小.
(2)當細繩OB燒斷后并重新達到平衡后細繩AB中張力大。
(3)在重新達到平衡的過程中系統克服空氣阻力做了多少的功?

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網有三根長度皆為l=1.00m的不可伸長的絕緣輕線,其中兩根的一端固定在天花板上的O點,另一端分別拴有質量皆為m=1.00×10-2kg的帶電小球A和B,它們的電量分別為-q和+q,q=1.00×10-7C.A、B之間用第三根線連接起來.空間中存在大小為E=1.00×106N/C的勻強電場,場強方向沿水平向右,平衡時A、B球的位置如圖所示.現將O、B之間的線燒斷,由于有空氣阻力,A、B球最后會達到新的平衡位置再次靜止.(不計兩帶電小球間相互作用的靜電力,g=10m/s2,結果保留三位有效數字)
(1)細線燒斷前AB間細線的拉力;
(2)從燒斷細線到重新平衡過程中兩球克服阻力做功之和.

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科目:高中物理 來源: 題型:

(附加題)如圖所示,有三根長度皆為l=1.00m的不可伸長的絕緣輕線,其中兩根的一端固定在天花板上的O點,另一端分別拴有質量為m=1.00×10-2kg的帶電小球A和B,它們的電量分別為-q和+q,q=1.00×10-7C.A、B之間用第三根線連接起來.其中存在大小為E=1.00×106N/C的勻強電場,場強方向沿水平向右,平衡時A、B球的位置如圖所示.現將O、B之間的線燒斷,由于有空氣阻力,A、B球最后會達到新的平衡位置.求最后兩球的機械能與電勢能的總和與燒斷前相比改變了多少(不計兩帶電小球間相互作用的靜電力)?

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