如图,质量均为m的两个小球A、B固定在弯成直角的绝缘轻杆两端,AB=OB=l,可绕过O点且与纸面垂直的水平轴无摩擦地在竖直平面内转动,空气阻力不计。A球带正电,B球带负电,电量均为q,整个系统处在竖直向下的匀强电场中,场强E=。开始时,AB水平,以图中AB位置为重力势能和电势能的零点,问:
(1)为使系统在图示位置平衡,需在A点施加一力F,则F至少多大?方向如何?
(2)若撤去F,OB转过45°角时,A球角速度多大?此时系统电势能总和是多大?
(3)若撤去F,OB转过多大角度时,系统机械能最大?最大值是多少?
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(09·上海物理·23)(12分)如图,质量均为m的两个小球A、B固定在弯成120°角的绝缘轻杆两端,OA和OB的长度均为l,可绕过O点且与纸面垂直的水平轴无摩擦转动,空气阻力不计。设A球带正电,B球带负电,电量均为q,处在竖直向下的匀强电场中。开始时,杆OB与竖直方向的夹角q0=60°,由静止释放,摆动到q=90°的位置时,系统处于平衡状态,求:
(1)匀强电场的场强大小E;
(2)系统由初位置运动到平衡位置,重力做的功Wg和静电力做的功We;
(3)B球在摆动到平衡位置时速度的大小v。
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如图,质量均为m的两个小球A、B固定在弯成120°角的绝缘轻杆两端,OA和OB的长度均为l,可绕过O点且与纸面垂直的水平轴无摩擦转动,空气阻力不计。设A球带正电,B球带负电,电量均为q,处在竖直向下的匀强电场中。开始时,杆OB与竖直方向的夹角q0=60°,由静止释放,摆动到q=90°的位置时,系统处于平衡状态,求:
(1)匀强电场的场强大小E;
(2)系统由初位置运动到平衡位置,重力做的功Wg和静电力做的功We;
(3)B球在摆动到平衡位置时速度的大小v。
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如图,质量均为m的两个小球A、B固定在弯成120角的绝缘轻杆两端,OA和OB的长度均为l,可绕过O点且与纸面垂直的水平轴无摩擦转动,空气阻力不计。设A球带正电,B球带负电,电量均为q,处在竖直向下的匀强电场中。开始时,杆OB与竖直方向的夹角0=60,由静止释放,摆动到=90的位置时,系统处于平衡状态,求:
(1)匀强电场的场强大小E;
(2)系统由初位置运动到平衡位置,重力做的功Wg和静电力做的功We;
(3)B球在摆动到平衡位置时速度的大小v。
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如图,质量均为m的两个小球A、B固定在弯成120角的绝缘轻杆两端,OA和OB的长度均为l,可绕过O点且与纸面垂直的水平轴无摩擦转动,空气阻力不计。设A球带正电,B球带负电,电量均为q,处在竖直向下的匀强电场中,场强。开始时,杆OB与竖直方向的夹角=60。
(1)为使系统平衡,在A点施一作用力F,则F至少多大?方向如何?
(2)设O点电势为零,此系统在图示位置处电势能是多少?
(3)若撤去外力F,系统转过多大角度时,A球的速度最大?最大值是多少?
(4)若撤去外力F,系统转过多大角度时,系统电势能最小?最小值是多少?
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如图,质量均为m的两个小球A、B固定在弯成直角的绝缘轻杆两端,AB=OB=l,可绕过O点且与纸面垂直的水平轴无摩擦地在竖直平面内转动,空气阻力不计。A球带正电,B球带负电,电量均为q,整个系统处在竖直向下的匀强电场中,场强E=。开始时,AB水平,以图中AB位置为重力势能和电势能的零点,问:
(1)为使系统在图示位置平衡,需在A点施加一力F,则F至少多大?方向如何?
(2)若撤去F,OB转过45°角时,A球角速度多大?此时系统电势能总和是多大?
(3)若撤去F,OB转过多大角度时,系统机械能最大?最大值是多少?
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如图所示金属小球A和B固定在弯成直角的绝缘轻杆两端,A球质量为2m,不带电,B球质量为m,带正电,电量为q,OA=2L,OB=L,轻杆可绕过O点且与纸面垂直的水平轴无摩擦转动,在过O点的竖直虚线右侧区域存在着水平向左的匀强电场,此时轻杆处于静止状态,且OA与竖直方向夹角为37°,重力加速度为g。
(1)求匀强电场的电场强度大小E;
(2)若不改变场强大小,将方向变为竖直向上,则由图示位置无初速释放轻杆后,求A球刚进入电场时的速度大小v。
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(14分)如图所示,两个带电小球(可视为质点),固定在轻质绝缘等腰直角三角形框架OAB的两个端点A、B上,整个装置可以绕过O点且垂直于纸面的水平轴在竖直平面内自由转动.直角三角形的直角边长为L.质量分别为mA=3m,mB=m,电荷量分别为QA=-q,QB=+q.重力加速度为g.
(1)若施加竖直向上的匀强电场E,使框架OB边水平、OA边竖直并保持静止状态,则电场强度E多大?
(2)若将匀强电场方向改为与原电场方向相反,保持E的大小不变,则框架OAB在接下来的运动过程中,带电小球A的最大动能EkA为多少?
(3)在(2)中,设以O点为零势能位,则框架OAB在运动过程中,A、B小球电势能之和的最小值E’为多少?
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