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如图所示,在竖直平面内固定的圆形绝缘轨道的圆心为O、半径为r、内壁光滑,A.B两...

如图所示,在竖直平面内固定的圆形绝缘轨道的圆心为O、半径为r、内壁光滑,A.B两点分别是圆轨道的最低点和最高点,该区域存在方向水平向右的匀强电场,一质量为m、带负电的小球在轨道内侧做完整的圆周运动,(电荷量不变)经过C点时速度最大,O、C连线与竖直方向的夹角满分5 manfen5.com,CD为直径,重力加速度为g,求

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(1)小球所受到的电场力的大小

(2)小球在A点速度满分5 manfen5.com多大时,小球经过D点时对圆轨道的压力最小

 

(1)(2) 【解析】 试题分析:(1)已知带电小球在光滑的竖直圆轨道内做完整的圆周运动,经C点时速度最大,因此,C点是竖直面内圆周运动的物理“最低点”,也就是小球在C点受力情况满足合外力完全充当向心力,如图 满足 因此电场力即 (2)小球在轨道最高点B时的受力情况如图所示, 讨论:①若在B点时轨道对小球的压力最小等于零.半径方向的合外力为重力mg,在B点,根据圆周运动的条件可获得,;得:① ②若小球在D点时的轨道对小球的压力最小等于零 则D到B的过程中,重力和电场力做功:得:, 代入数据解得:② 根据①②两种情况的讨论可知,小球在B点的最小速度为,小球从A到B过程中,只有电场力和重力做了功,又知A.B两点在同一等势面上,该过程电场力做功为0,根据动能定理可得:③,联立以上②③两式可得 考点:考查了动能定理,圆周运动,电场力做功 【名师点睛】抓住带电小球运动至C点的速度最大这一突破口,竖直面内圆周运动的最大速度出现在物理“最低点”,即合外力沿半径指向圆心,而电场力和重力的合力则背离圆心的方向;竖直面内圆周运动的最高点,轨道对小球的压力竖直向下,对B的压力最小时,对D的最小压力等于零  
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A.量程为3V的理想电压表V

B.量程为0.6A的电流表满分5 manfen5.com

C.量程为3A的电流表满分5 manfen5.com

D.阻值为4.0Ω的定值电阻满分5 manfen5.com

E.阻值为100Ω的定值电阻满分5 manfen5.com

F.最大阻值为10,Ω的滑动变阻器满分5 manfen5.com

G.最大阻值为100Ω的滑动变阻器满分5 manfen5.com

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(1)选择电压表、电流表、定值电阻、滑动变阻器等器材,采用如图甲所示电路测量电源甲的电动势和内电阻,在数据处理过程中,分别以电流表的示数I和电压表的示数U为横坐标和纵坐标,经过计算机拟合得到如图乙所示的U-I图像,U和I的单位分别为V和A,拟合公式为U=-5.6I+4.4;根据上述实验结果,请你判断,在实验中定值电阻选择的是_______(填D或者E),电流表选择的是__________(填B或者C),滑动变阻器选择的是________(填F或者G)

(2)为了简便快捷地测量电源乙的电动势和内电阻,选择电压表,定值电阻等器材,采用如图丙所示电路

①定值电阻应该选择___________(填D或者E)

②实验中,首先将满分5 manfen5.com闭合,满分5 manfen5.com断开,电压表示数为1.48V,然后将满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com均闭合,电压表示数为1.23V,则电源乙的电动势E=____________V;内阻r=________________Ω(该空结果保留2位有效数字)

 

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橡皮筋也像弹簧一样,在弹性限度内伸长量x与弹力F成正比,即F=kx,k的值与橡皮筋的原长L、横截面积S有关,理论与实验都证明满分5 manfen5.com,其中Y是由材料决定的常数,材料力学中称之为杨氏模量

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(1)在国际单位中,杨氏模量Y的单位应为

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(2)某同学通过实验测得该橡皮筋的一些数据,做出了外力F与伸长量x之间的关系图像如图所示,由图像可求得该橡皮筋的劲度系数k=______________ N/m

(3)若橡皮条的原长为10.0cm,面积为1.0满分5 manfen5.com,则该橡皮筋的杨氏模量Y的大小是_________(只填数字,单位取(1)中正确单位,结果保留两位有效数字)

 

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A.速度v至少为满分5 manfen5.com时,才能使两球在关内偶完整圆周运动

B.速度v至少为满分5 manfen5.com时,才能使两球在关内做完整圆周运动

C.当小球b在最高点对轨道无压力时,小球a比小球b所需向心力大5mg

D.只要满分5 manfen5.com,小球a对轨道最低点压力比小球b对轨道最高点压力都大6mg

 

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