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如图所示,B为位于水平地面上的质量为M的长方形空心盒子,盒内存在着竖直向上场强大...

如图所示,B为位于水平地面上的质量为M的长方形空心盒子,盒内存在着竖直向上场强大小为E=manfen5.com 满分网的匀强电场.A为位于一定高度处的质量为m、带电荷量为+q的小球,且M=2m,盒子与地面间的动摩擦因数μ=0.2,盒外没有电场.盒子的上表面有一些略大于小球直径的小孔,孔间距满足一定的关系,使得小球进出盒子的过程中始终不与盒子接触.当小球A以1m/s的速度从孔1进入盒子的瞬间,盒子B恰以v1=6m/s的速度向右滑行.已知盒子通过电场对小球施加的作用力与小球通过电场对盒子施加的作力大小相等方向相反.设盒子足够长,取重力加速度g=10m/s2,小球恰能顺次从各个小孔进出盒子.试求:
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(1)小球A从第一次进入盒子到第二次进入盒子所经历的时间;
(2)盒子上至少要开多少个小孔,才能保证小球始终不与盒子接触;
(3)从小球第一次进入盒子至盒子停止运动的过程中,盒子通过的总路程.
(1)小球A从第一次进入盒子到第二次进入盒子所经历的时间分为两部分,A在盒子内运动时运动牛顿第二定律求出加速度,再用运动学基本公式求出时间,A在盒子外运动的时间根据运动学基本公式即可求得,时间之和即为经历的总时间; (2)分别求出小球在盒内和盒外时的盒子的加速度,进而求出小球运动一个周期盒子减少的速度,再求出从小球第一次进入盒子到盒子停下,小球运动的周期数n,要保证小球始终不与盒子相碰,盒子上的小孔数至少为2n+1个; (3)分别求出盒子在每个周期内通过的距离,观察数据得特点,且当盒子停下时,小球恰要进入盒内,从而求出总位移. 【解析】 (1)A在盒子内运动时,qE-mg=ma 由以上两式得 a=g=10m/s2      A在盒子内运动的时间 A在盒子外运动的时间 A从第一次进入盒子到第二次进入盒子的时间T=t1+t2=0.4s (2)小球在盒子内运动时,盒子的加速度 小球在盒子外运动时,盒子的加速度 小球运动一个周期盒子减少的速度为△v=a1t1+a2t2=4×0.2+2×0.2=1.2m/s 从小球第一次进入盒子到盒子停下,小球运动的周期数为 要保证小球始终不与盒子相碰,小孔数至少为2n+1个,即11个. (3)小球第一次在盒内运动的过程中,盒子前进的距离为 小球第一次从盒子出来时,盒子的速度v2=v1-a1t1=5.2m/s 小球第一次在盒外运动的过程中盒子前进距离 小球第二次进入盒子时,盒子的速度v3=v2-a2t2=4.8m/s 小球第二次在盒子内运动的过程中,盒子前进的距离为 小球第二次从盒子出来时,盒子的速度v4=v3-a1t1=4m/s 小球第二次在盒外运动的过程中,盒子前进的距离为 分析上述各组数据可知,盒子在每个周期内通过的距离为一等差数列,公差d=0.12m.且当盒子停下时,小球恰要进入盒内,最后0.2s内盒子通过的路程为0.04m.所以从小球第一次进入盒子至盒子停止运动的过程中,盒子通过的总路程为 【解析】 (1)小球A从第一次进入盒子到第二次进入盒子所经历的时间0.4s (2)盒子上至少要开11个小孔,才能保证小球始终不与盒子接触 (3)从小球第一次进入盒子至盒子停止运动的过程中,盒子通过的总路程5.8m
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考点分析:
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某种电磁泵的结构如图所示,把装有液态钠的矩形截面导管(导管是环形的,图中只画出其中一部分)水平放置于匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B,方向与导管垂直.让电流I按如图方向横穿过液态钠且电流方向与B垂直.设导管截面高为a,宽为b,导管有长为L的一部分置于磁场中.由于磁场对液态钠的作用力使液态钠获得驱动力而不断沿管子向前推进.整个系统是完全密封的.只有金属钠本身在其中流动,其余的部件都是固定不动的.
(1)在图上标出液态钠受磁场驱动力的方向.
(2)假定在液态钠不流动的条件下,求导管横截面上由磁场驱动力所形成的附加压强p与上述各量的关系式.
(3)设液态钠中每个自由电荷所带电量为q,单位体积内参与导电的自由电荷数为n,求在横穿液态钠的电流I的电流方向上参与导电的自由电荷定向移动的平均速率v

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某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线,可供选用的器材如下:
①小灯泡L,规格“4.5V.0.5A”;
②电流表A,量程0.6A,内阻r约为0.2Ω;
③电压表V,量程15V,内阻约为15kΩ;
④滑动变阻器R,阻值范围0~10Ω;
⑤学生电源E,电动势6V,内阻不计;⑥开关S及导线若干.
(1)甲同学设计了如图1所示的电路进行测量,请按照图1电路图把图2实物图中未完成的连线补充完整.
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(2)乙同学经分析发现甲同学实验精度不高,又从实验室找来Ig=100μA,Rg=1000Ω的灵敏电流计和电阻箱(0-99999.9Ω),想把灵敏电流计改装成量程为5V的电压表,需要把电阻箱调成______Ω的阻值,并与灵敏电流计______(填“串”或“并”)联在电路中来替代实验中的电压表.
(3)乙同学用改装的电压表实验得到数据,现要以纵坐标表示通过电流表A的电流I,横坐标表示通过灵敏电流计的电流IG,画出I-IG图线,他已经把数据画在坐标纸上,请帮他把图线画出来.
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(4)乙同学通过查找资料发现同等型号的小灯泡的灯丝在27℃时电阻是2.1Ω,并且小灯泡灯丝电阻值与灯丝温度的关系为R=k(273+t),k为比例常数.请估算灵敏电流表的电流IG=60μA时该灯泡灯丝的温度约为______℃.
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在验证机械能守恒定律实验时:
(1)关于本实验的叙述中,正确的有______
A.打点计时器安装时要使两限位孔位于同一竖直线上并安装稳定,以减少纸带下落过程中的阻力
B.必须用天平测出重锤的质量
C.实验时要先闭合打点计时器的电源开关,再释放重锤
D.打出的纸带中,只要点迹清晰,就可以运用公式mg△h=manfen5.com 满分网mv2,来验证机械能是否守恒
E.验证机械能是否守恒必须先确定重力势能的参考平面
F.计算重锤重力势能减小量时的g值必须用当地的实际重力加速度数值
(2)电火花计时器接在频率为50Hz的交流电源上,下图为实验中打出的一条纸带,从起始点O开始,将此后连续打出的7个点依次标为A、B、C、D…,
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如果已知重锤的质量为1.0kg,电火花计时器打E点时,重锤的动能为______(保留到小数点后两位)
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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