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如图所示,边长为L的正方形区域abcd内存在着匀强电场.电量为q、动能为E的带电...

如图所示,边长为L的正方形区域abcd内存在着匀强电场.电量为q、动能为E的带电粒子从a点沿ab方向进入电场,不计重力.
(1)若粒子从c点离开电场,求电场强度的大小和粒子离开电场时的动能.
(2)若粒子离开电场时动能为EK′,求电场强度的大小?

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(1)将运动沿着水平和竖直方向正交分解,运用牛顿运动定律、运动学公式和动能定理列式求解; (2)粒子在ab方向上作匀速运动;粒子在ad方向上做初速度为0的匀加速运动;运用牛顿运动定律、运动学公式和动能定理列式求解. 【解析】 (1)粒子的初动能为,E=m 粒子在ab方向上作匀速运动,L=vt 粒子在ad方向上做初速度为0的匀加速运动,L=at2 根据牛顿第二定律,a= 所以E= 根据动能定理,有 qEL=Ekt-E 所以 Ekt=qEL+E=5E. 即电场强度的大小为,粒子离开电场时的动能为5E. (2)根据牛顿第二定律,有 qE=ma             ① 沿初速度方向做匀速运动,有 x=vt               ② 沿电场方向的分位移为 y=at2 ③ 根据动能定理,有 qEy=EK′-E                    ④ 当带电粒子从bc边飞出时,x=L,y<L,由①②③④式联立解得 E== 当带电粒子从cd边飞出时,y=L,x<L,由①②③④式联立解得 E= 即当带电粒子从bc边飞出时电场强度为E=;当带电粒子从cd边飞出时电场强度为.
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考点分析:
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影响物质材料电阻率的因素很多,一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大,半导体材料的电阻率则随温度的升高而减小.
(1)如图(甲)是某金属材料制成的电阻R随摄氏温度t变化的图象,图中R表示0℃时的电阻,k表示图线的斜率.若用该电阻与电池(E、r)、电流表Rg、滑动变阻器R′串联起来,连接成如图(乙)所示的电路,用该电阻做测温探头,把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度,就得到了一个简单的“金属电阻温度计”.使用“金属电阻温度计”前,先要把电流表的刻度值改为相应的温度刻度值,若温度t1<t2,则t1的刻度应在t2______侧(填“左”、“右”);在标识“金属电阻温度计”的温度刻度时,需要弄清所测温度和电流的对应关系.请用E、R、k等物理量表示所测温度t与电流I的关系式t=______
(2)研究某种导电材料的用电器Z的导电规律时,利用如图(丙)所示的分压电路测得其电压与电流的关系如下表所示:
U (V) 0.40 0.60 1.00 1.20 1.50 1.60
I (A) 0.20 0.45 0.80 1.80 2.81 3.20
根据表中数据,可以判断用电器件Z可能由______材料组成;根据表中的数据找出该用电器件Z的电流随电压变化的规律是______,具体的表达式为______
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某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化关系”的实验,如图,图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出,沿木板滑行,这时,橡皮筋对小车做的功记为W.当用2条、3条…,完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时,每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放.每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出.
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(1)除了图中已有的实验器材外,还需要导线、开关、刻度尺和______(填“交流”或“直流”)电源;
(2)若木板水平放置,小车在两条橡皮筋作用下运动,当小车速度最大时,关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置,下列说法正确的是______
A.橡皮筋处于原长状态                    B.橡皮筋仍处于伸长状态
C.小车在两个铁钉的连线处                D.小车未过两个铁钉的连线
(3)在正确操作情况下,打在纸带上的点,并不都是均匀的,为了测量小车获得的速度,应选用纸带的______部分进行测量;
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(4)下面是本实验的数据记录表,
物理量数据次数橡皮筋
做功
10个间隔距离
x(m)
10个间隔时间
T(s)
小车获得速度
vn(m/s)
小车速度的平方vn2(m/s)2
1W0.28800.21.442.07
22W0.41760.22.094.36
33W0.48960.22.455.99
44W0.59040.22.958.71
55W0.64800.23.2410.50
从理论上讲,橡皮筋做的功Wn和物体速度vn变化的关系应是Wn______
n
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A.木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1mg
B.木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2(m+M)g
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A.带电粒子所带电荷的符号
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B.增大匀强电场间的加速电压
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D.减小狭缝间的距离
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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