两个带电量均为+q小球,质量均为m,固定在轻质绝缘等腰直角三角形框架OAB的两个端点A、B上,另一端点用光滑铰链固定在O点,整个装置可以绕垂直于纸面的水平轴在竖直平面内自由转动.直角三角形的直角边长为L.
(1)若施加竖直向上的匀强电场E
1,使框架OB边水平、OA边竖直并保持静止状态,则电场强度E
1多大?在此电场中,此框架能否停止在竖直平面内任意位置?
(2)若改变匀强电场的大小和方向(电场仍与框架面平行),为使框架的OB边水平、OA边竖直(A在O的正下方),则所需施加的匀强电场的场强E
2至少多大?方向如何?
(3)若施加竖直向上的匀强电场E
3=
,并将A球的带电量改为-q,其余条件不变,试找出框架所有可能的平衡位置,求出OA边与竖直方向的夹角θ,并画出所对应的示意图.
考点分析:
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横截面积分别为S
A=2.0×10
-3m
2、S
B=1.0×10
-3m
2的汽缸A、B竖直放置,底部用细管连通,用质量分别为m
A=4.0kg、m
B=2.0kg的活塞封闭一定质量的气体,气缸A中有定位卡.当气体温度为27℃时,活塞A恰与定位卡环接触,此时封闭气体的体积为V
=300mL,外界大气压强为P
=1.0×10
5Pa.(g=10m/s
2)
(1)当将气体温度缓慢升高到57℃时,封闭气体的体积多大?
(2)保持气体的温度57℃不变,用力缓慢压活塞B,使气体体积恢复到V
,求此时封闭气体的压强多大?
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一物块以一定的初速度沿斜面向上滑出,利用速度传感器可以在计算机屏幕上得到其速度大小随时间的变化关系图象如图所示,求:
(1)物块上滑和下滑的加速度大小a
1、a
2;
(2)物块向上滑行的最大距离S;
(3)斜面的倾角θ及物块与斜面间的动摩擦因数μ.
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(辨析题)如图所示,长为L的轻绳一端固定在O点,另一端系一质量为m的小球,在最低点给小球一水平初速度v
,同时对小球施加一大小不变,方向始终垂直于绳的力F,小球沿圆周运动到绳水平时,小球速度大小恰好也为v
.求F的大小.
下面是某位同学的分析:
小球在力F的作用下先加速后减速,由对称性可以判断,当轻绳向上摆起45°角时小球速度最大,切线方向的加速度为零,此时重力沿切线方向的分力与F等大反向,….
该同学的分析正确吗?若正确,请根据该同学的分析思路,求出F的大小.
若不正确,请你分析并求出正确结果.
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人骑自行车由静到动,除了要增加人和车的动能以外,还要克服空气及其他阻力做功.为了测量人骑自行车的功率,某活动小组进行了如下实验:在离出发线5m、10m、20m、30m、…70m的地方分别划上8条计时线,每条计时线附近站几个学生,手持秒表.听到发令员的信号后,受测者全力骑车由出发线启动,同时全体学生都开始计时.自行车每到达一条计时线,站在该计时线上的几个学生就停止计时,记下自行车从出发线到该条计时线的时间.实验数据记录如下(每个计时点的时间都取这几个同学计时的平均值):
运动距离s(m) | | 5 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 |
运动时间t(s) | | 2.4 | 4.2 | 6.3 | 7.8 | 9.0 | 10.0 | 11.0 | 12.0 |
各段速度(m/s) | 2.08 | ① | 4.76 | 6.67 | 8.33 | ② | 10.0 | 10.0 |
(1)以纵轴代表自行车运动的距离s,横轴代表运动的时间t,试作出s-t图.
(2)根据(1)作出的s-t图知,自行车在每一路段内的速度变化不是很大,因此可以用每一段的平均速度代替该段的速度.请计算出上述表格中空缺的①、②处的数据:①______(m/s);②______(m/s).
(3)本次实验中,学生和自行车总质量约为75kg,设运动过程中,学生和自行车所受阻力与其速度大小成正比,则在20m-30m路段的平均阻力f
1与30m-40m路段的平均阻力f
2之比f
1:f
2=______;若整个过程中该同学骑车的功率P保持不变,则P=______W.
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某同学在研究灯泡的电阻随灯泡两端电压增大而变化的实验中,用伏安法分别测出A、B两个灯泡的伏安特性曲线如图所示.
(1)若用多用表欧姆档测B灯的电阻,其阻值约为______Ω.
(2)若将A灯接在由8节电动势均为2V,内阻均为0.5Ω的电池串联而成的电源两端,A灯的实际功率为______W.
(3)若将A灯和B灯并联接在上述电源两端,B灯的实际功率为______W.
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