【題目】如圖所示,在水平向左的勻強電場中,一帶電小球質(zhì)量為m,電量為-q。用絕緣輕繩(不伸縮)懸于O點,平衡時小球位于A點,此時繩與豎直方向的夾角θ=30°。繩長為l,AO=CO=DO=l,OD水平,OC豎直。求:
(1)電場強度E;
(2)把小球移到D點后,讓小球由靜止自由釋放,小球向右擺動到A點時的速率和該時刻輕繩中張力(計算結(jié)
果可帶根號)。
【答案】(1) (2) ;
【解析】試題分析:(1)小球在A點處于平衡狀態(tài):
電場強度
(2)當(dāng)小球移到D點后,讓小球由靜止自由釋放,小球先沿電場力與重力的合力的方向做勻加速直線運動,由D運動到B, OB與豎直方向夾角為30°方向繩繃直,A、B關(guān)于OC對稱,設(shè)此時速度為vB。
根據(jù)牛頓第二定律:
解得小球的加速度
根據(jù)幾何關(guān)系可知,由D到B位移等于繩長l,根據(jù)
解得:小球剛運動到B時的速度
繩繃直后,小球沿繩方向的分速度變?yōu)榱,垂直繩方向速度不變,使小球繞O點做圓周運動
小球從B點做圓周運動的速度
小球運動到A點切向加速度為零,圓周運動的速度達(dá)到最大
由B到A位移為l,重力做功為零,根據(jù)動能定理,有:
解得:小球運動到A時的速度
所以,小球向右擺動過程中的運動到A點時有最大速率,最大速率
根據(jù)牛頓第二定律,有
此時輕繩中張力
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【題目】如圖1所示是某同學(xué)為測量金屬絲電阻率連接的實物圖。圖中ab間接的是待測金屬絲,P為可移動的線夾,R0為定值電阻。
(1)在圖2方框中畫出實物連接對應(yīng)的電路圖;
(2)電路中的電阻R0的作用是_________________ ;
(3)閉合開關(guān)后,調(diào)節(jié)P的位置,記錄段的長度x及對應(yīng)的電壓表的示數(shù)U和電流表的示數(shù)I,記錄在表格內(nèi),并求出的值。以為縱軸為橫軸,在坐標(biāo)紙上對測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行描點,作出圖象,如圖3所示。由圖象可以得到圖線與縱軸的交點表示__________________,如果測得金屬絲的直徑為0.40 mm,則該金屬絲的電阻率為___________________.(保留2位有效數(shù)字,取3.1)
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【題目】以下說法正確的是( )
A.所有原子核中的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)都相等
B.在核反應(yīng)中,質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒
C.氫原子從高能級向低能級躍遷時能輻射出γ射線
D.只要光照射金屬電極的時間足夠長,就能發(fā)生光電效應(yīng)
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【題目】某同學(xué)將一直流電源的總功率PE、輸出功率PR和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr隨電流I變化的圖線畫在同一坐標(biāo)系中,如圖中的a、b、c所示.則下列說法中正確的是 ( 。
A. 圖線b表示輸出功率PR隨電流I變化的關(guān)系
B. 圖中a線最高點對應(yīng)的功率為最大輸出功率
C. 在a、b、c三條圖線上分別取橫坐標(biāo)相同的A、B、C三點, 三點的縱坐標(biāo)一定滿足關(guān)系PA=PB+PC
D. 兩個圖線交點M與N的橫坐標(biāo)之比一定為1∶2,縱坐標(biāo)之比一定為1∶3
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【題目】如圖所示,a、b、c為三個相同的燈泡,額定電壓稍大于電源的電動勢,電源內(nèi)阻可以忽略.L是一個本身電阻可忽略的電感線圈.開關(guān)S閉合.現(xiàn)突然斷開,已知在這一過程中燈泡都不會燒壞,則下列關(guān)于c燈的說法中正確的是( )
A. 亮度保持不變
B. 將閃亮一下,而后逐漸熄滅
C. 將閃亮一下,而后逐漸恢復(fù)原來的亮度
D. 將變暗一下,而后逐漸恢復(fù)原來的亮度
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【題目】如圖一直導(dǎo)體棒質(zhì)量為m=1kg、長為L=0.1m、電阻為r=1Ω,其兩端放在位于水平面內(nèi)間距也為L=0.1m的足夠長光滑平行導(dǎo)軌上,且接觸良好;距棒左側(cè)L0=0.1m處兩導(dǎo)軌之間連接一阻值大小可控制的負(fù)載電阻R,導(dǎo)軌置于磁感應(yīng)強度大小為B0=1×102T,方向垂直于導(dǎo)軌所在平面向下的均強磁場中,導(dǎo)軌電阻不計,開始時,給導(dǎo)體棒一個平行于導(dǎo)軌向右的初速度v0=10m/s。
(1)若負(fù)載電阻R=9Ω,求導(dǎo)體棒獲得初速度v0的瞬間產(chǎn)生的加速度大小和方向;
(2)若要導(dǎo)體棒在磁場中保持速度v0=10m/s做勻速運動,則磁場的磁感應(yīng)強度B隨時間應(yīng)如何變化;寫出磁感應(yīng)強度B滿足的函數(shù)表達(dá)式.
(3)若通過控制負(fù)載電阻R的阻值使棒中保持恒定的電流強度I=10A。求在棒的運動速度由10m/s減小至2m/s的過程中流過負(fù)載電阻R的電量q以及R上產(chǎn)生的熱量QR.
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【題目】如圖所示,在光滑水平面上豎直固定一半徑為R的光滑半圓槽軌道BC,其底端恰好與水平面相切,一傾角為θ的擋板DE位于半圓槽左側(cè),現(xiàn)有一質(zhì)量為m的小球從A點以的初速度v0向右運動,不計空氣阻力,重力加速度為g.
(1)小球通過B點時對半圓槽的壓力大小;
(2)若小球恰能通過最高點C后,有以下兩種運動情境:
①小球垂直打到擋板上;
②小球到達(dá)擋板的位移最小,
請分別求出兩種情境下小球從C點到擋板的飛行時間t.
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【題目】如圖,斜面固定,CD段光滑,DE段粗糙,A、B兩物體疊放在一起從C點由靜止下滑,下滑過程中A、B始終保持相對靜止,則
A.在CD段時,A受三個力作用
B.在DE段時,A的加速度一定平行于斜面向上
C.在DE段時,A受摩擦力方向一定沿斜面向上
D.整個下滑過程中,A、B均處于失重狀態(tài)
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