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11．小明同學正在做這樣一道物理題：如圖所示，輕繩一端系著一個質(zhì)量為m的小球A，將輕繩另一端懸掛于O點，若在小球上施加一個水平的作用力F，使輕繩偏離豎直方向，與豎直方向成θ角，此時水平作用力F的大小為多少？小明同學思考：若將輕繩改為絕緣絲線，并讓小球帶上電荷量為q的正電荷，然后在此空間加上一個勻強電場去實現(xiàn)上述偏離目標，那么這個電場的電場強度最小值E與F的比值為（　�。�
A．qtanθB．qsinθC．\frac{q}{cosθ}D．\frac{cosθ}{q}

分析 對小球受力分析，應(yīng)用平衡條件求出F與E，然后求出它們的比值．

解答 解：小球受力如圖所示：

由平衡條件得：F=mgtanθ，
由圖示可知，當電場力與細線垂直時電場力最小，場強最小，
由平衡條件得：qE=mgsinθ，
解得：\frac{E}{F}=\frac{cosθ}{q}；
故選：D．

點評 本題運用作圖法得到的結(jié)論可在理解的基礎(chǔ)上記�。寒攦蓚€力合力一定，已知一個分力的方向，則當兩個分力垂直時，另一個分力有最小值．

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

1．如圖所示，充電后的平行板電容器水平放置，電容為C，極板間的距離為d，上板正中有一小孔．質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球從小孔正上方高h處由靜止開始下落，穿過小孔到達下極板處速度恰為零（空氣阻力忽略不計，極板間電場可視為勻強電場，重力加速度為g）．求：
（1）小球到達小孔處的速度；
（2）極板間電場強度的大小和電容器所帶電荷量；
（3）小球從開始下落運動到下極板處的時間．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

2．如圖所示，兩平行金屬板A、B相距d=15cm，其間分布有勻強電場，C、D為電場中的兩點，CD連線和電場方向成60°角且長度l=10cm，已知電子從D點移動到C點電場力做功3.2×10-17J．求：
（1）勻強電場的電場強度的大��；
（2）A、B兩點間的電勢差．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

19．如圖所示，一U 形金屬導軌豎直倒置，相距為L，磁感應(yīng)強度的大小為B的勻強磁場與導軌平面垂直．一阻值為R、長度為L、質(zhì)量為m的導體棒在距磁場上邊界h處靜止釋放．導體棒進入磁場后速度減小，最終速度穩(wěn)定時離磁場上邊緣的距離為H．導體棒從靜止開始運動到速度剛穩(wěn)定的整個運動過程中，導體棒與導軌接觸良好，且始終保持水平，不計導軌的電阻．下列說法正確的是（　�。�
A．整個運動過程中回路的最大電流為\frac{{BL\sqrt{2gh}}}{R}
B．整個運動過程中導體棒產(chǎn)生的焦耳熱為mg（H+h）-\frac{{{m^3}{g^2}{R^2}}}{{2{B^4}{L^4}}}
C．整個運動過程中導體棒克服安培力所做的功為mgH
D．整個運動過程中回路電流的功率為{（{\frac{mg}{BL}}）^2}R

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

6．在地面上空中有方向未知的勻強電場，一帶電量為-q的小球以某一速度由M點沿如圖所示的軌跡運動到N點．由此可知（　　）
A．小球所受的電場力一定大于重力
B．小球的動能、電勢能和重力勢能之和保持不變
C．小球的機械能保持不變
D．小球的動能一定減小

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

16．如圖所示，傾角θ=30°的光滑傾斜導體軌道（足夠長）與光滑水平導體軌道連接，軌道寬度均為L=1m，電阻忽略不計．勻強磁場I僅分布在水平軌道平面所在區(qū)域，方向水平向右，大小B1=1T，勻強磁場II僅分布在傾斜軌道平面所在區(qū)域，方向垂直于傾斜軌道平面向下，大小B2=2T，現(xiàn)將兩質(zhì)量均為m=0.4kg，電阻均為R=0.5Ω的相同導體棒ab和cd，垂直于軌道分別置于水平軌道上和傾斜軌道上，并同時由靜止釋放，g=10m/s2．
（1）求導體棒cd沿傾斜軌道下滑的最大速率及此時水平軌道對ad棒的支持力大小；
（2）若已知從開始運動到cd棒達到最大速度的過程中，ab棒產(chǎn)生的焦耳熱Q=0.45J，求該過程中通過cd棒橫截面的電荷量；
（3）若已知cd棒開始運動時距水平軌道高度h=10m，cd棒由靜止釋放后，為使cd棒無感應(yīng)電流，可讓磁場Ⅱ的磁感應(yīng)強度隨時間變化，將cd棒開始運動的時刻記為t=0，此時磁場Ⅱ的磁感應(yīng)強度B0=2T，試求cd棒在傾斜軌道上下滑的這段時間內(nèi)，磁場Ⅱ的磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的關(guān)系式．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

3．如圖所示，兩根豎直固定的足夠長的金屬導軌cd和ef相距L=0.2m，另外兩根水平金屬桿MN和PQ的質(zhì)量均為m=2×10-2kg，可沿導軌無摩擦地滑動，MN桿和PQ桿的電阻均為R=0.1Ω（豎直金屬導軌電阻不計），PQ桿放置在水平絕緣平臺上，整個裝置處于勻強磁場內(nèi)，磁場方向垂直于導軌平面向里，磁感應(yīng)強度B=1.0T．現(xiàn)讓MN桿在恒定拉力作用下由靜止開始向上加速運動，已知MN桿達到最大速度時，PQ桿對絕緣平臺的壓力恰好為零．（g取10m/s2）求：
（1）當MN桿的最大速度Vm為多少？
（2）若將PQ桿固定，讓MN桿在豎直向上的恒定拉力F=2N的作用下由靜止開始向上運動．若桿MN發(fā)生的位移為h=1.8m時達到最大速度．求最大速度和加速時間．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

20．如圖所示，A和B是置于真空中的兩平行金屬板，所加電壓為U．一帶負電的粒子以初速度v0由小孔水平射入電場中，粒子剛好能達到金屬板．如果要使粒子剛好達到兩板間距離的一半處，可采取的辦法有（　�。�
A．初速度為\frac{{V}_{0}}{2}，電壓為\frac{U}{2}B．初速度為\frac{{V}_{0}}{2}，電壓U不變
C．初速度為V0，電壓為\frac{U}{2}D．初速度為V0，電壓為\sqrt{2}U

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

1．如圖所示，一條長為L的絕緣細線，上端固定，下端系一質(zhì)量為m的帶電小球，將它置于電場強度為E、方向水平向右的勻強電場中，當小球平衡時，懸線與豎直方向的夾角α=45°．小球處于平衡狀態(tài)．試求：
（1）小球帶何種電荷？
（2）小球所帶的電荷量為多少？

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