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某兴趣小组做了一个电场中的过山车小实验。如图所示的绝缘轨道ABCDF处在竖直向下...

某兴趣小组做了一个电场中的过山车小实验。如图所示的绝缘轨道ABCDF处在竖直向下的匀强电场中,其中倾斜轨道AB和竖直的圆形轨道光滑,水平轨道BCF粗糙,C为圆形轨道的最低点,BC段长为L。现有一个质量为m、带电量为-q的小球,从距水平面BC高h=5.4L处的P点由静止下滑,小球恰能通过竖直圆形轨道的最高点D而作圆周运动。已知小球与水平轨道BCF间的动摩擦因素为μ=0.4,空间所加的电场强度为6ec8aac122bd4f6e。请问:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

1.圆形轨道半径R的大小为多少?

2.为使小球不滑出CF,那么水平轨道CF的长度至少为多少?

3.现改变h高度,为使小球最终停在B点,请问小球释放点高度h要满足什么要求?

 

1.R=2L 2.12.5L 3.0.8L、1.6L、2.4L三个解 【解析】⑴恰能过最高点,则,得到(1分) PD过程动能定理: (2分) 联立以上两式得到R=2L (2)小球最终停在CF上,全过程动能定理: (1分)解得x=12.5L(1分) (3)为使小球停在B点,则小球不能超过1/4圆弧,设到达1/4圆弧速度刚好为零,根据动能定理得到:, 解得h≤2.8L(2分) 要到达B点,则小球应从圆弧上返回,经偶数次往返运动到达B点速度为0,则(1分) 得到h=0.8nL(n=1、2、3…) 同时有要满足h≤2.8L 所以取h=0.8L、1.6L、2.4L三个解(1分)
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环保汽车已越来越走进我们的生活,某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车,总质量m=3×103 kg。当它在水平路面上以v=36 km/h的速度匀速行驶时,驱动电机的输入电流I=50 A,电压U=300 V。在此行驶状态下:

 

1.求驱动电机的输入功率P电;

2.若驱动电机能够将输入功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P机,求汽车所受阻力与车重的比值(g取10 m/s2);

3.设想改用太阳能电池给该车供电,其他条件不变,求所需的太阳能电池板的最小面积。

已知太阳辐射的总功率P0=4×1026 W,太阳到地球的距离r=1.5×1011 m,太阳光传播到达地面的过程中大约有30%的能量损耗,该车所用太阳能电池的能量转化效率约为15%。已知球面面积计算公式为说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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如图所示,有一电子(电荷量为e)经电压U0加速后,进入两块间距为d、电压为U的平行金属板间.若电子从两板正中间垂直电场方向射入,且正好能穿过电场,求:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

1.金属板AB的长度;

2.电子穿出电场时的动能.

 

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如图所示,在场强为E的匀强电场中,一电子(电量为e,质量为m)从电场中的A点沿电场线所在的直线以速度v0开始运动,到达B点是时速度为零,电场线方向未知,求:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

1.A、B两点间电势差UAB为多少?哪点电势高?

2.电子从A点运动到B点所用时间为多少?

3.A、B两点间距离为多大?

 

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一个小灯泡的额定电压为6.3V,额定电流约为0.3A,用以下所给的实验器材描绘出小灯泡的伏安特性曲线。

电源E1:电动势为8.0V,内阻不计;       电源E2:电动势为12.0V,内阻不计;

电压表V:量程0—10V,内阻约为10kΩ;  电流表A1:量程0—3A,内阻约为0.1Ω;

电流表A2:量程0—300mA,内阻约为1Ω;

滑动变阻器R:最大阻值10Ω,额定电流1.0A;  开关S,导线若干。                                     

1.依照实验要求将图中的实物图连接成实验电路。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

2.实验中电源应该选用        ;电流表应该选用          。

3.实验测出的数据如下表所示,依照这些数据在图所示的坐标纸中描绘出该小灯泡的伏安特性曲线。

 

U/V

0

0.5

0.8

1.0

1.2

1.5

2.0

2.5

3.0

4.0

5.0

6.0

6.3

I/A

0

0.05

0.08

0.10

0.12

0.14

 

 
0.16

0.18

0.20

0.23

0.25

0.27

0.27

 

 

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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一个未知电阻Rx,某同学用伏安法测电阻的两种电路各测一次,如图甲、乙所示,依图甲测得数据是3.0V,3.0mA,依图乙测得数据是3.0V,4.0mA,由此图可知图__________所示电路测量误差较小,Rx的测量值是______________Ω,比它的真实值偏__________(填“大”或“小”)。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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