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如图所示,空间有场强E=1.0×102V/m竖直向下的电场,长L=0.8m不可伸...

如图所示,空间有场强E=1.0×102V/m竖直向下的电场,长L=0.8m不可伸长的轻绳固定于O点.另一端系一质量m=0.5kg带电q=5×10-2C的小球.拉起小球至绳水平后在A点无初速度释放,当小球运动至O点的正下方B点时绳恰好断裂,小球继续运动并垂直打在同一竖直平面且与水平面成θ=53°、无限大的挡板MN上的C点.试求:
(1)绳子的最大张力;
(2)A、C两点的电势差;
(3)当小球运动至C点时,突然施加一恒力F作用在小球上,同时把挡板迅速水平向右移至某处,若小球仍能垂直打在档板上,所加恒力F的方向及取值范围.

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根据动能定理求出小球经过最低点时的速度.经过最低点时,由重力和细线的拉力的合力提供小球的向心力,由牛顿第二定律求出细线对小球的拉力粒子在电场中做类平抛运动,水平方向是匀速直线运动,竖直方向是匀加速直线运动,由此可以求得粒子末速度的大小. 【解析】 (1)A→B由动能定理及圆周运动知识有:…① …② 联解①②得:T=30N…③ (2)A→C由功能关系及电场相关知识有: …④ vCsinθ=vB…⑤ UAC=E•hAC…⑥ 联解④⑤⑥得:UAC=125V…⑦ (3)由题可知施加恒力F后小球必须做匀速直线或匀加速直线运动,才能垂直打在档板上. 设恒力F与竖直方向的夹角为α,作出小球的受力矢量三角形分析如图所示.(或由矢量三角形可知:当F与F合(或运动)的方向垂直时,F有最小值而无最大值)…⑧ 由矢量三角形图有:Fmin=(mg+qE)•sinθ…⑨ θ≤(α+θ)≤180°…⑩ 联解⑨⑩得:F≥8N…(11) 0°≤α<127°…(12) 答:(1)绳子的最大张力为30N; (2)A、C两点的电势差为125V; (3)所加恒力F的取值范围F≥8N;方向范围为0°≤α<127°.
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考点分析:
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一水平传送带足够长,以v1=2m/s的速度匀速运动,将一粉笔头无初速放在传送带上,达到相对静止时产生的划痕长L1=4m.求:
(1)粉笔头与传送带间的动摩擦因数;
(2)若关闭发动机让传送带以a2=1.5m/s2的加速度减速运动,同时将该粉笔头无初速放在传送带上,求粉笔头相对传送带滑动的位移大小L2.(取g=10m/s2
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在如图所示的平面直角坐标系xoy中.有一个圆形区域的匀强磁场(图中未画出)磁场方向垂直于xoy平面,O点为该圆形区域边界上的一点.现有一质量为m,带电量为+q的带电粒子(重力不计)从O点开始以初速度vo沿+x方向进入磁场,粒子经过y轴上P点时速度方向与+y方向夹角为θ=30°,已知OP=L,求:
(1)磁感应强度的大小和方向
(2)该圆形区域的最小面积.

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如图所示,摆长为L的不可伸长绝缘细线,一端固定在O点,另一端系一质量为m,带电荷量为+q小球,整个装置处于方向水平向右的匀强电场中,场强大小为E=mg/q,小球的平衡位置在C点,开始时让小球位于与O点同一水平高度的A点,且摆线拉直,然后无初速释放摆球,当小球经过O点正下方B点(图中未画出)的瞬间,因受细线的拉力作用,速度的竖直分量突变为0,水平分量不变.求:
(1)小球到达最低时速度的大小及方向.
(2)小球到达C点时细线对小球拉力的大小.(用m、g、L表示计算结果)

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某星球的质量为M,在该星球表面某一倾角为θ的山坡上以初速度vo平抛一物体,经时间t该物体落到山坡上.欲使该物体不再落回该星球的表面,求至少应以多大的速度抛出该物体?(不计一切阻力,万有引力常量为G)
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在“测定金属的电阻率”的实验中,待测金属丝的电阻Rx约为5Ω,实验室备有下列实验器材:
A.电压表V1(量程0~3V,内阻约为15kΩ)
B.电压表V2(量程0~15V,内阻约为75Ω)
C.电流表A1(量程0~3A,内阻约为0.2Ω)
D.电流表A2(量程0~0.6A,内阻约为1Ω)
E.变阻器R1(0~100Ω,0.6A)
F.变阻器R2(0~2000Ω,0.1A)
G.电池组E(电动势为3V,内阻约为0.3Ω)
H.开关S,导线若干
(1)为减小实验误差,电流表应选用______,电压表应选用______(填序号).
(2)为减小实验误差,应选用图1中______[填(a)或(b)]为该实验的电路原理图.
(3)按所选择的电路原理图把图2中的实物图用线连接起来.

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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