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如图所示,电源电动势为ε,内阻为r,滑动变阻器总阻值为3r,间距为d的两平行金属...

如图所示,电源电动势为ε,内阻为r,滑动变阻器总阻值为3r,间距为d的两平行金属板AB、CD竖直放置,闭合电键S时,板间电场可视为匀强电场.板间有一长为L的绝缘细轻杆,能绕水平固定转轴O在竖直面内无摩擦转动,杆上端固定质量为m、带电量为+q的金属小球a,下端固定质量为2m、带电量为-q的金属小球b,已知Ob=2Oa,并且q=manfen5.com 满分网,两带电小球可视为点电荷,不影响匀强电场的分布,两电荷间相互作用力不计,重力加速度为g.现调节滑片P使其位于滑动变阻器的中点,闭合电键S,待电场稳定后:
(1)求两极板间电场强度E的表达式;
(2)将轻杆从如图位置顺时针转过θ时(θ<360°)由静止释放,轻杆恰能静止,求θ;
(3)若将轻杆从如图位置由静止释放,轻杆将绕轴O顺时针转动,求小球a运动的最大速度.

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(1)根据闭合电路欧姆定律求得金属板间的电压,再根据电场强度与电势差的关系求解即可; (2)轻杆静止时满足力矩平衡,根据力矩平衡列方程可解; (3)由(2)确定的力矩平衡位移,小球运动速度最大时处于力矩平衡处,然后根据动能定理求解小球的最大速度. 【解析】 (1)由题意可知,当滑动变阻器滑片位于变阻器中点时,闭合电键S,平行金属板间的电压 U=代入数据有: 又因为平行金属板间是匀强电场,根据电场强度与电势差的关系有: E== (2)轻杆恰能静止时所受力矩平衡, 两小球所受重力的力矩为反方向,且M重a<M重b 两小球所受电场力的力矩为同方向, 因此力矩平衡时则有:M重a+M电a+M电b=M重b mgsinθ×L+Eqcosθ×L+Eqcosθ×L=2mgsinθ×L 又因为Eq=mg 可解得θ=37°或217° (3)由(2)分析知小球P运动的速度最大时轻杆与竖直方向夹角为37°,因为同杆转动,所以有: vb=2va 由动能定理得: mva 2+2mvb 2-0=mgL (1-cos37°)+EqLsin37°+EqLsin37°-2mgL (1-cos37°)  可解出va= 答:(1)求两极板间电场强度E的表达式为; (2)将轻杆从如图位置顺时针转过θ时(θ<360°)由静止释放,轻杆恰能静止,θ=37°或217°; (3)若将轻杆从如图位置由静止释放,轻杆将绕轴O顺时针转动,求小球a运动的最大速度
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考点分析:
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如图所示,两端开口的U形玻璃管两边粗细不同,粗管B的横截面积是细管A的2倍.管中装入水银,两管中水银面与管口距离均为12cm,大气压强为p=75cmHg.
(1)若用一活塞将细管A的管口封闭,并缓慢向下推活塞,保持封闭气体温度不变,当两管中水银面高度差为6cm时,活塞下移的距离为多少?
(2)若将两管口均封闭,使细管A内封闭气体的温度从t=27℃开始缓慢升高,粗管B内气体温度不变,当两管中水银面高度差为6cm时,A管内封闭气体的温度为多少℃?

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如图所示,某三角支架ABO中,轻杆BO可绕通过O点的光滑轴转动,B端固定一质量为m的小球,A、B间用细绳连接,调节细绳长度,使AO⊥OB,且绳与轻杆间夹角为37°.用外力保持杆AO竖直,使整个装置沿水平方向做直线运动.已知重力加速度为g,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)当整个装置做匀速直线运动时,细绳AB、轻杆OB对小球的作用力分别为多大?
(2)当整个装置沿水平方向以大小为a=manfen5.com 满分网g的加速度做匀变速运动时,细绳AB、轻杆OB对小球作用力分别为多大?

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一探测飞船,在以X星球中心为圆心、半径为r1的圆轨道上运动,周期为T1,则X星球的质量为M=    ;当飞船进入到离X星球表面更近的、半径为r2的圆轨道上运动时的周期为T2=    .(已知引力常量为G) 查看答案
某同学用如图(a)所示的实验电路来测量电阻的阻值.适当调节滑动变阻器R′后保持其滑片位置不变,将电阻箱接入a、b之间,闭合电键S,改变电阻箱的阻值R,得到一组电压表的示数U与R的数据,在U-R坐标系中绘出的U-R图象如图(b)所示.
(1)请用笔画线根据电路图在图(c)中画出缺少的两根导线.
(2)(单选)在电路研究中常用某两个物理量间的关系图象来描述某个元件或某段电路的特征,图(b)中的图线反映的是______
(A)电源的特征(B)电阻箱的特征
(C)a、b两点间这段电路的特征(D)待测电阻的特征
(3)用待测电阻Rx替换电阻箱,读得电压表示数为5.0V,利用图(b)中的U-R图线可得Rx=______Ω.
(4)使用较长时间后,电源的电动势可认为不变,但其内阻增大,若仍使用该装置和图(b)中的U-R图象来测定某一电阻,则测定结果将______(选填“偏大”或“偏小”).
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某研究小组设计了一种“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案.如图所示,A是可固定于水平桌面上任意位置的滑槽(滑槽末端与桌面相切),B是质量为m的滑块(可视为质点).
第一次实验,如图(a)所示,将滑槽末端与桌面右端M对齐并固定,让滑块从滑槽最高点由静止滑下,最终落在水平地面上的P点,测出滑槽最高点距离桌面的高度h、M距离地面的高度H、M与P间的水平距离x1
第二次实验,如图(b)所示,将滑槽沿桌面向左移动一段距离并固定,让滑块B再次从滑槽最高点由静止滑下,最终落在水平地面上的P′点,测出滑槽末端与桌面右端M的距离L、M与P′间的水平距离x2
(1)在第二次实验中,滑块在滑槽末端时的速度大小为    .(用实验中所测物理量的符号表示,已知重力加速度为g).
(2)(多选)通过上述测量和进一步的计算,可求出滑块与桌面间的动摩擦因数μ,下列能引起实验误差的是   
(A)h的测量(B)H的测量(C)L的测量(D)x2的测量
(3)若实验中测得h=15cm、H=25cm、x1=30cm、L=10cm、x2=20cm,则滑块与桌面间的动摩擦因数μ=   
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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