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(12分)如图所示,水平绝缘轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑...

(12分)如图所示,水平绝缘轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接,半圆形轨道的半径R=0.40m。轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度E=1.0×104 N/C。现有一电荷量q=+1.0×10-4C,质量m=0.10 kg的带电体(可视为质点),在水平轨道上的P点由静止释放,带电体运动到圆形轨道最低点B时的速度vB=5.0m/s。已知带电体与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.50,重力加速度g=10m/s2。求:

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(1)带电体运动到圆形轨道的最低点B时,圆形轨道对带电体支持力的大小;

(2)带电体在水平轨道上的释放点P到B点的距离;

(3)带电体第一次经过C点后,落在水平轨道上的位置到B点的距离。

 

(1)FN=7.25 N  (2)s=2.5 m(3)x=0.40m 【解析】(1)设带电体在B点受到的支持力为FN,依据牛顿第二定律 FN-mg=m                  2分 解得FN=7.25 N                 1分 (2)设PB间的距离为s,依据动能定理 (qE-mmg)s=               2分 解得s=2.5 m                    1分 (3)设带电体运动到C点的速度为vC,依据动能定理             2分 带电体离开C点后在竖直方向上做自由落体运动,设在空间运动的时间为t 2R=                       1分 在水平方向上做匀减速运动,设在水平方向的加速度大小为a, 依据牛顿第二定律 qE=ma                        1分 设落在水平轨道上的位置到B点的距离为x,依据运动学公式 x=vct-                    1分 解得 x=0.40m                       1分 本题考查圆周运动和动能定理,在B点由支持力和重力的合力提供向心力,列式可求得支持力大小,在PB间应用动能定理可求得位移s,设带电体运动到C点的速度为vC,依据动能定理列式,小球飞出后在竖直方向做自由落体运动,竖直高度为2R,可求得运动时间,水平方向由电场力提供加速度,由匀减速直线运动可求得位移x大小
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(10分)如图所示电路中,电源电动势E=12V,内阻r=2Ω,R1=4Ω,R2=6Ω,R3=3Ω。

(1)若在C、D间连一个理想电压表,其读数是多少?

(2)若在C、D间连一个理想电流表,其读数是多少?

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(8分) 一根长为L的丝线吊着一质量为m的带电量为q的小球静止在水平向右的匀强电场中,如图所示,丝线与竖直方向成37o角,现突然将该电场方向变为向下且大小不变,不考虑因电场的改变而带来的其他影响,重力加速度为g,sin370=0.6,cos370=0.8,求:

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(1)匀强电场的电场强度的大小;

(2)求小球经过最低点时丝线拉力的大小。

 

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有一个小灯泡上标有“3V 0.2A”字样,现要测量该灯泡的伏安特性曲线,有下列器材可供选用:  

A.电压表(0—3V,内阻1kΩ)    B.电压表(0—15V,内阻5kΩ)

C.电流表(0—0.3A,内阻2Ω)   D.电流表(0—0.6A,内阻0.5Ω)

E.滑动变阻器(10Ω,1A)       F.滑动变阻器(1000Ω,0.5A)

G.直流电源(6V,内阻不计) 另有开关一个、导线若干.       

(1)实验中电压表应选       ,电流表应选       ,滑动变阻器应选        .(只填器材的字母代号).

(2)在答卷的虚线框中画出实验电路图,要求电流、电压能从零开始变化.

(3)下面是四位同学在实验操作前根据他们的猜想分别做出的小灯泡的伏安特性曲线草图,其中最接近事实的是———————(填选项字母)

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有一电流表的内阻rg =10 W,从刻度盘上读出Ig = 3 mA,为了将该电流表改装成量程为3.0 V的电压表,应________联一个阻值为________W的电阻.

 

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如图所示的U—I图像中,直线I为某电源的路端电压与电流的关系,直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线,用该电源直接与电阻R连接成闭合电路,由图像可知

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A.R的阻值为1.5Ω

B.电源内部消耗功率为1.5W

C.电源的输出功率为3.0W

D.电源电动势为3V,内阻为0.5Ω

 

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