当代物理理论认为:当一个体系的势能最小时,系统会处于稳定平衡状态,这个规律称为 “最小势能原理”。如图甲所示,两个带正电的小球A、B套在一个倾斜的光滑直杆上,两球均可视为点电荷,其中A球固定,带电量QA=2×10﹣4C,B球的质量为m=0.1kg.以A为坐标原点,沿杆向上建立直线坐标系如乙图,B球的总势能随位置x的变化规律如图中曲线Ⅰ所示,直线Ⅱ为曲线I的渐近线,P点为曲线Ⅰ的最低点,坐标为(6m、6J),Q点坐标为(2m、10J).甲图中M点离A点距离为6m.(g取10m/s2,静电力恒量k=9.0×109N•m2/C2.)
(1)求杆与水平面的夹角θ;
(2)求B球的带电量QB;
(3)求M点电势φM;
(4)若B球以Ek0=4J的初动能从M点开始沿杆向上滑动,求B球运动过程中离A球的最近距离及此时B球的加速度.
一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数表
规 格 |
| 后轮驱动直流永磁电机 | ||
车 型 | 26″电动自行车 | 额定输出功率 | 112W | |
整车的质量 | 30kg | 额定电压 | 40V | |
最大的载重 | 120kg | 额定电流 | 4A | |
根据图表提供的信息,求:
(1)电机在额定工作状态下的内阻;
(2)如果质量为M=70kg的人骑此电动自行车沿平直公路行驶,所受阻力f恒为车和人总重量的k=0.02倍(取g=10m/s2)。则在额定工作状态下,人骑车行驶的最大速度vm;
(3)假设电机保持在额定电压下工作,内阻同(1)且不变,某人骑车由静止出发,速度逐渐增大,求电机在理论上可能实现的最大输出功率。
如图所示,在直角坐标系xoy中,虚线ab将第一象限分成两块区域,左边区域匀强电场沿x轴正方向,电场强度E1,右边区域匀强电场方向沿y轴负方向,电场强度E2.现一个质量为m(重力忽略不计),电荷量为q的正粒子静止放在y轴上的P(0,h)点,粒子在电场力的作用下运动,最后从x轴上的Q点离开电场区域,已知虚线ab距y轴的距离L,求:
(1)粒子穿过E1电场区域的速度;
(2)粒子经过Q点的速度大小和Q点的坐标.
用以下器材可测量电阻Rx的阻值。
A.待测电阻Rx,阻值约为600Ω;
B.电源E,电动势约为6.0V,内阻可忽略不计
C.毫伏表V1,量程为0~500mV,内阻r1=1000Ω
D.电压表V2,量程为0~6 V,内阻r2约为10kΩ
E,电流表A,量程为0~0.6A,内阻r3约为1Ω;
F.定值电阻R0,R0=60Ω;
G.滑动变阻器R,最大阻值为150Ω;
H.单刀单掷开关S一个,导线若干
(1)测量中要求两块电表的读数都不小于其量程的,并能测量多组数据,请在虚线框中画出测量电阻Rx的实验电路图(在图中标出所用器材的字母代码,如V1、V2、A等)。
(2)若选测量数据中的一组来计算Rx,则由已知量和测量物理量计算Rx的表达式为Rx= ,式中各符号的意义是: 。(所有物理量用题中代数符号表示)
根据闭合电路欧姆定律,用图甲所示的电路可以测定电池的电动势和内电阻,R为一变阻箱,改变R的阻值,可读出电压表V相应的示数U。对测得的实验数据进行处理,就可以实现测量目的.根据实验数据在坐标系中描出坐标点,如图乙所示,已知R0=100Ω,请完成以下数据分析和处理.
(1)图乙中电阻为 Ω的数据点应剔除;
(2)在坐标纸上画出 关系图线;
(3)图线的斜率是 ,由此可得电池电动势E= V。(结果保留两位有效数字)
在“测金属丝电阻率”实验中:
(1)测长度时,金属丝的起点、终点位置如图a,则长度为 cm;用螺旋测微器测金属丝直径,示数如图b,则直径为 mm;
(2)用多用电表“×100”欧姆挡估测其电阻,示数如图c,则阻值为 Ω;
(3)用此多用电表进行测量,当选用量程为50mA的电流挡测量电流时,指针也位于图c位置,则所测电流为 mA;当选用量程为10V的直流电压挡测量电压时,表针也位于图c位置,则所测电压为 V;