【題目】如圖所示,空間有場強大小,方向豎直向下的勻強電場,長不可伸長的輕繩固定于O點,另一端系一質(zhì)量、帶電量的小球。拉起小球至繩水平后在A點無初速度釋放,當小球運動至O點的正下方B點時繩恰好斷裂,小球繼續(xù)運動并垂直打在一個與水平面成、無限大的擋板MN上的C點,重力加速度g取,試求:
(1)繩子的最大張力;
(2)、C兩點的電勢差;
(3)當小球運動至C點時,突然調(diào)整勻強電場的方向和大小,同時把擋板迅速水平向右平移到某處,若小球仍能垂直打在擋板上,求調(diào)整后勻強電場大小的最小值.
【答案】(1)30N (2)125V (3)
【解析】
(1)根據(jù)動能定理求出小球經(jīng)過最低點時的速度;經(jīng)過最低點時,由重力和細線的拉力的合力提供小球的向心力,由牛頓第二定律求出細線對小球的拉力;
(2)粒子在電場中受重力和電場力,做類平拋運動,水平方向是勻速直線運動,豎直方向是勻加速直線運動,由此可以求得粒子在C點速度的大小,根據(jù)動能定理列式求解AC間豎直分位移,根據(jù)求解A、C間的電勢差;
(3)在速度與極板平面垂直時調(diào)整勻強電場的方向和大小,重力和電場力的合力是固定的,如果速度方向再改變,速度方向與極板平面就不再垂直了,要保持速度方向不改變,則要求合力為零或者合力方向與速度方向共線.
過程,由動能定理及圓周運動知識有:
聯(lián)解得:
由功能關(guān)系及電場相關(guān)知識有:
聯(lián)解得:
由題可知改變電場方向后小球必須做勻速直線或勻加速直線運動,才能垂直打在檔板上,由矢量三角形可知:當與或運動的方向垂直時,電場強度有最小值,
由矢量三角形圖有:
得:
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【題目】靜止在水平面上的A、B兩個物體通過一根拉直的輕繩相連,如圖.輕繩長L=1m,承受的最大拉力為8N.A的質(zhì)量m1=2kg,B的質(zhì)量m2=8kg.A、B與水平面的動摩擦因數(shù)μ=0.2.現(xiàn)用一逐漸增大的水平力F作用在B上,使A、B向右運動.當F增大到某一值時,輕繩剛好被拉斷(g=10m/s2).求:
(1)繩剛被拉斷時F的大小;
(2)若繩剛被拉斷時,A、B的速度為2m/s,保持此時的F大小不變,當A靜止時,A、B間的距離.
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【題目】如圖所示為一個做勻變速曲線運動的質(zhì)點的軌跡示意圖,已知在 B 點時的速度與加速度相互垂直,則下列說法中正確的是
A. D 點的速率比 C 點的速率大
B. A 點的加速度與速度的夾角小于 90°
C. A 點的加速度比 D 點的加速度大
D. 從 A 到 D 加速度與速度的夾角一直減小
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【題目】如圖所示,a、b、c是一條電場線上的三點,電場線的方向由a到c,a、b間的距離等于b、c間的距離,用和分別表示a、b、c三點的電勢和電場強度,以下判定正確的是
A. >> B. >>
C. D. ==
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【題目】如圖所示,回旋加速器是用來加速帶電粒子使它獲得很大動能的裝置,其核心部分是兩個D型金屬盒,置于勻強磁場中,兩盒分別與高頻電源相連.下列說法正確的有
A. 粒子被加速后的最大速度隨磁感應(yīng)強度和D型盒的半徑的增大而增大
B. 高頻電源頻率隨粒子速度的增大而增大
C. 粒子被加速后的最大動能隨高頻電源的加速電壓的增大而增大
D. 粒子從磁場中獲得能量
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【題目】據(jù)報道,2020年我國首顆“人造月亮”將完成從發(fā)射、人軌、展開到照明的整體系統(tǒng)演示驗證。“人造月亮”是一種攜帶大型空間反射鏡的人造空間照明衛(wèi)星,將部署在距離地球500km以內(nèi)的低地球軌道上,其亮度是月球亮度的8倍,可為城市提供夜間照明。假設(shè)“人造月亮”繞地球做圓周運動,則“人造月亮”在軌道上運動時
A. “人造月亮”的線速度等于第一宇宙速度
B. “人造月亮”的角速度大于月球繞地球運行的角速度
C. “人造月亮”的向心加速度大于地球表面的重力加速度
D. “人造月亮”的公轉(zhuǎn)周期大于月球的繞地球運行的周期
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【題目】如圖所示,半徑為R的絕緣光滑半圓形槽圓心為O,槽內(nèi)有兩個質(zhì)量、電量都相同的帶電小球A和B,其中A小球固定在槽的最低點。當B小球靜止時,OB連線與豎直方向成θ夾角。下列能保持夾角θ不變的方法有
A. 僅使半圓形槽的半徑加倍
B. 僅使A球的電量加倍
C. 使B球的質(zhì)量和電量都加倍
D. 使半圓形槽的半徑和兩球的電量都減半
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【題目】如圖所示,在半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)充滿磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場,MN是一豎直放置的感光板.從圓形磁場最高點P以速度v垂直磁場正對著圓心O射入帶正電的粒子,且粒子所帶電荷量為q、質(zhì)量為m,不考慮粒子重力,關(guān)于粒子的運動,以下說法正確的是( )
A. 粒子在磁場中通過的弧長越長時間也越長
B. 出磁場的粒子其出射方向的反向延長線也一定過圓心0
C. 出磁場的粒子一定能垂直打在MN上
D. 只要速度滿足v= ,入射的粒子出射后一定垂直打在MN上
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【題目】在做“用電流表和電壓表測電池的電動勢E(約3V)和內(nèi)電阻r的實驗時,部分器材參數(shù)如下:電壓表(量程3V) 電流表(量程0.6A)保護電阻R0(阻值為3Ω ) 滑動變阻器(阻值約30Ω)
⑴某同學設(shè)計的電路圖如圖所示.當他閉合開關(guān)時發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù),電流表沒有示數(shù).反復檢查后發(fā)現(xiàn)電路連接完好,估計是某一元件斷路,因此他拿來多用電表檢查故障.他的操作如下:
①斷開電源開關(guān)s
②將多用表選擇開關(guān)置于×1Ω檔,調(diào)零后,
紅黑表筆分別接R兩端,讀數(shù)為30Ω
③將多用表選擇開關(guān)置于×100Ω檔,調(diào)零后,將紅黑表筆分別接電壓表兩端,發(fā)現(xiàn)指針讀數(shù)如圖所示,則所測阻值為 Ω,然后又將兩表筆接電流表兩端,發(fā)現(xiàn)指針位置幾乎不變.
由以上操作可知,發(fā)生斷路故障的元件是 .
⑵在更換規(guī)格相同的元件后,他改變滑動變阻器的阻值,測出了6組對應(yīng)的數(shù)據(jù)后,想通過描點作圖的方法求電動勢E與內(nèi)阻r,如右圖所示,請繼續(xù)完成圖象,根據(jù)
圖象可求得該電源的電動勢E= .并可求出電源內(nèi)阻r = .(保留兩位有效數(shù)字)
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