Một con lắc đơn gồm 1 quả cầu khối lượng m = 250g
Câu hỏi :
Một con lắc đơn gồm 1 quả cầu khối lượng m = 250g mang điện tích q = 10-7 C được treo bằng 1 sợi dây không dãn, cách điện, khối lượng không đáng kể, chiều dài 90cm trong điện trường đều có E = 2.106 V/m (vectơ E có phương nằm ngang). Ban đầu quả cầu đứng yên ở vị trí cân bằng. Người ta đột ngột đổi chiều đường sức điện trường nhưng vẫn giữa nguyên độ lớn của E, lấy g = 10 m/s2. Chu kì và cơ năng dao động của quả cầu sau khi đổi hướng điện trường gần nhất với giá trị nào sau đây:
A. 1,878 s; 0,0288 J
B. 1,887 s; 0,022 J
C. 1,883 s; 0,022 J
D. 1,882 s; 0,0288 J
* Đáp án
D
* Hướng dẫn giải
+ Vì điện trường nằm ngang nên:
\({g^/} = \sqrt {{g^2} + {{\left( {\frac{{qE}}{m}} \right)}^2}} = 10,032\) (m/s2)
+ Chu kì dao động: \({T^/} = 2\pi \sqrt {\frac{\ell }{{{g^/}}}} = 1,882\) (s)
+ Lúc đầu, vị trí cân bằng ở O, sợi dây lệch so với phương thẳng đứng góc β
+ Ta có: \(\tan \beta = \frac{F}{P} = \frac{{qE}}{{mg}} = 0,08 \Rightarrow \beta = 4,574^\circ \)
+ Khi đổi chiều điện trường thì vị trí cân bằng ở O. Do đó, tại thời điểm đổi chiều điện trường vật có li độ góc α = 2β = 9,148°. Vì lúc đó vận tốc v = 0 nên sau đó vật sẽ dao động với biên độ α0 = 9,148°.
+ Cơ năng của con lắc sau khi đổi điện trường:
\(W = \frac{1}{2}m{g^/}\ell \alpha _0^2 = \frac{1}{2}.0,25.10,032.0,9.{\left( {\frac{{9,148\pi }}{{180}}} \right)^2} = 0,0288J\)
Câu hỏi trên thuộc đề trắc nghiệm dưới đây !
Đề thi thử THPT QG năm 2021 môn Vật Lý Trường THPT Nguyễn Bỉnh Khiêm
Copyright © 2021 HOCTAP247