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(10分)如图,在水平方向的匀强电场中有一表面光滑、与水平面成45°角的绝缘直杆...

(10分)如图,在水平方向的匀强电场中有一表面光滑、与水平面成45°角的绝缘直杆ab,其下端(b端)距地面高度h=0.8 m.一质量为1kg的带电小环套在直杆上,正以某速度沿杆匀速下滑,小环离杆后正好通过b端的正下方c点处.(取b为零势能点,g取10 m/s2),求:

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(1)小环离开直杆后运动的加速度大小和方向.

(2)小环在直杆上运动时的动能.

(3)小环从b到c运动过程中的机械能最小值.

 

(1) 10 m/s2(2)2 J(3)1 J 【解析】 试题分析:小环在置于电场中的倾斜的光滑绝缘直杆上匀速下滑,由共点力平衡结合重力与支持力方向可判断出电场力方向,又由电场强度的方向可得出电荷的电性.当小环离 开直杆后,仅少了支持力.则此时的合力就是由重力与电场力提供,由牛顿第二定律可求出离开后的加速度大小与方向.小环离开直杆后,所受合力恰与速度方向垂 直,因此做的类平抛运动.当小环从C到P过程中,电场力做功刚好为零,动能的变化完全由重力做功引起.当求小环离开直杆的速度时,仅从离开前无法入手,而 离开后做类平抛运动,所以利用垂直于杆的方向与沿杆的方向的位移可求出小环的抛出速度. (1)小环沿AC杆匀速下滑,受力分析小环共受3个力,可知qE=mg, 小环离开直杆后,只受重力和电场力,F合=mg=ma,a=g=10 m/s2, 方向垂直于杆向下. (2) 环离开杆做类平抛运动: 平行杆方向匀速运动:h=vt, 垂直杆方向匀加速运动:h=at2, 由动能公式:Ek=mv2 解得:Ek=2 J (3)根据能量守恒,机械能最小值E=Ek-ε 电势能:ε=mv12 v1=vcos45° 解得:E=1 J 考点:考查带电粒子在电场与重力场共同作用下的运动,
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(10分)如图所示,一传送装置可将货物从楼下传送到楼上,将货物轻放在传送带A端,被加速到B端后货物将沿着半径R=0.4m的光滑圆轨道运动经C点到达楼上。圆轨道与传送带B点相切,其中OC为圆轨道的半径且沿竖直方向,O点为圆轨道的圆心。已知传送带与货物间的动摩擦因数μ=0.8,传送带与水平面夹角θ=37°。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2,货物可视为质点。求:

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(1)货物在传送带上的加速度大小;

(2)传送带AB段 至少要多长?

 

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(8分)2004年,中国正式开展月球探测工程,并命名为“嫦娥工程”,古老的月球即将留下中华儿女的足迹, 现宇航员欲乘航天飞机对在距月球表面高h处的圆轨道上运行的月球卫星进行维修.试根据你所学的知识回答下列问题:

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(8分)如图所示,绝缘细线长为L,最大张力为T,一端固定于O点,另一端连接一带电荷量为q,质量为m的带正电小球,若T>mg,求:

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(1)若要小球保持静止,可在O点放置一带电量为多少的点电荷;

(2)若要小球静止时细线与竖直方向成α角,需叠加匀强电场的最小电场强度E为多大.

 

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(4分)叶同学乔迁新居后,观察新家的电表如图所示,为了测试其是否准确,采用了如下方法:打开家中一盏“220V  100W”的电灯,将其它的电器全部关闭且不在待机状态,然后计时5分钟,若电表计电量准确,应该转动      圈。

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(12分)在“测定金属丝的电阻率”的实验中,用伏安法测量金属丝的电阻(约为5Ω)时,备有下列器材:

A.量程为0~0.6A,内阻约为0.5Ω的电流表;

B.量程为0~3V,内阻约为6kΩ的电压表;

C.量程为0~15V,内阻约为30kΩ的电压表;

D.阻值为0~1kΩ,额定电流为0.5A的滑动变阻器;

E.阻值为0~10Ω,额定电流为2A的滑动变阻器;

F.蓄电池9V;

G.开关一个,导线若干.

为了尽可能提高测量精度,且要求测量多组实验数据,电压表应选用________;滑动变阻器 应选用__________.(只填字母代号)请在答题卡的方框内将实验电路图连接完整.

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