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、空间有一匀强电场,电场方向与纸面平行.一带电量为-q的小球(重力不计),在恒定...

、空间有一匀强电场,电场方向与纸面平行.一带电量为-q的小球(重力不计),在恒定拉力F的作用下沿虚线以速度v由M匀速运动到N,如图所示.已知力F和MN间夹角为θ,MN间距离为L,则:
(1)匀强电场的电场强度大小为多少?并画出过M点的等势线.
(2)MN两点的电势差为多少?
(3)当带电小球到达N点时,撤去外力F,小球能否回到过M点的等势面?若能,回到则此过程小球的动能变化量为多少?
MNFθ

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(1)由题,小球由M点匀速运动到N点,受力平衡,由平衡条件求解电场力,再求出场强.根据等势线与电场线垂直,画出等势线. (2)根据U=Ed求出MN两点的电势差,d是两点沿电场方向的距离. (3)当带电小球到达N点时,撤去外力F,小球受到电场力作用,可以回到过M点的等势面,根据能量守恒定律求出此过程小球的动能变化量. 【解析】 (1)根据平衡条件得,小球受到的电场力大小F电=F,方向与F方向相反.则电场强度大小为E==.根据等势线与电场线垂直,画出等势线 如图实线如图所示. (2)在匀强电场中,MN两点的电势差为U=Ed=Lcosθ (3)小球到达N点后,水平向右,电场力方向斜向右下方,小球做类斜上抛运动,能回到过M点的等势面. 根据能量守恒定律得,小球的动能变化量得,Ek=FLcosθ. 答: (1)匀强电场的电场强度大小为.过M点的等势线如图实线. (2)MN两点的电势差为Lcosθ. (3)当带电小球到达N点时,撤去外力F,小球能回到过M点的等势面,此过程小球的动能变化量为FLcosθ.
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考点分析:
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如图所示,这个装置可以作为火灾报警器使用:试管中装入水银,当温度升高时,水银柱上升,使电路导通,蜂鸣器发出响声.27℃时,空气柱长度L1为20cm,水银上表面距离导线L2为10cm,管内水银柱的高度h为8cm,大气压强75厘米汞柱,则当温度达到多少摄氏度,报警器会报警?如果要使该装置在87摄氏度报警,则应该再往玻璃管内注入多少厘米高的汞柱?如果大气压增大,则报警温度会受到怎样的影响?

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如图所示,在距地面高为H=45m处,有一小球A以初速度v=10m/s水平抛出,与此同时,在A的正下方有一物块B也以相同的初速度同方向滑出,B与水平地面间的动摩擦因数为μ=0.4,A、B均可视为质点,空气阻力不计.求A球落地时,A、B相距多远?某同学的解答如下:
【解析】
∵A只受重力,做平抛运动:manfen5.com 满分网
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A的水平距离sA=vt=10×3=30(m)
B在水平方向受摩擦力,则有:μmg=ma
∴a=μg=4m/s2
B做初速度为v=10m/s的匀减速直线运动
故在A下落过程中B的位移为:manfen5.com 满分网
∴A、B间的距离sAB=sA-sB=30-12=18m
你同意上述解法吗?若同意,说明理由;若不同意,求出你认为正确的答案.

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manfen5.com 满分网某研究性学习小组设计了以下方法来测量物体的带电量.如图所示的小球是一个外表面镀有金属膜的空心塑料球,用绝缘丝线悬挂于O点,O点固定一个可测量丝线偏离竖直方向角度α的量角器,M、N是两块相同的、正对着竖直平行放置的金属板(加上电压后其内部电场可看作匀强电场).另外还要用到的器材有天平、刻度尺、电压表、直流电流表、开关、滑动变阻器及导线若干.该小组的实验步骤如下,请你帮助该小组完成:
(1)用天平测出小球的质量m,按如图所示进行器材的安装,并用刻度尺测出M、N板之间的距离d,使小球带上一定的电量.
(2)连接电路(请在图中的虚线框中画出实验所用的电路图,电源、开关已经画出).
(3)闭合开关,调节滑动变阻器滑片的位置,读出多组相应的电压表的示数和丝线的偏转角度θ.
(4)以电压U为纵坐标,以______为横坐标作出过原点的直线,求出直线的斜率k.
(5)小球的带电量q=______.(用m、d、k等物理量表示)
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在科学探究活动中,对实验数据进行分析归纳得出结论是非常重要的环节.下面的表格中的数据分别是两组同学在物体作直线运动过程中测得的位移s和时间t的数据记录.
物体运动的起止点所测的
物理量
测量次数
12345
A→B时间t(s)0.551.091.672.232.74
位移s(m)0.250.510.751.001.26
C→D时间t(s)0.891.241.521.761.97
位移s(m)0.250.500.751.001.25
(1)请你对表格中的数据进行描点处理,简要写出你分析处理数据的方法、过程.
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简要分析:
(2)A→B过程中s随t变化规律的数学表达式:______C→D过程中s随t变化规律的数学表达式:______
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应用如图所示的实验器材来研究电磁感应现象及判定感应电流方向.在给出的实物图中,已用实线作为导线连接了部分实验电路
(1)请用实线作为导线从箭头1和2处开始完成其余部分电路的连接;
(2)(复选题)下列实验操作中产生的感应电流与将线圈L1插入L2中,合上开关时,产生的感应电流绕行方向相反的是______
A.拔出软铁棒
B.拨出线圈L1
C.使变阻器滑片P左移
D.断开开关.

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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