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如图所示,用长为L的绝缘细线悬挂一带电小球,小球的质量为m、电荷量为q.现加一水...

如图所示,用长为L的绝缘细线悬挂一带电小球,小球的质量为m、电荷量为q.现加一水平向左的匀强电场,平衡时小球静止于M点,细线与竖直方向成θ角.
(1)求匀强电场的电场强度E的大小;
(2)在某一时刻细线断裂,同时质量也为m的不带电的一小块橡皮泥,以水平向左的速度v击中小球并与小球结合成一体,求击中后瞬间复合体的速度大小;
(3)若原小球离地高为h,求复合体落地过程中的水平位移大小.

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(1)平衡时小球受到重力、电场力和绳的拉力,合力为零,根据平衡条件求解电场强度E的大小. (2)细线断裂,小球被橡皮泥的过程,动量守恒,由动量守恒定律求出击中后两者共同速度. (3)运用运动的分解法:复合体在水平方向做匀加速直线运动,竖直方向做自由落体运动,由牛顿第二定律求出水平方向的加速度,由高度求出运动的时间,即可由位移公式求出水平位移. 【解析】 (1)小球受力平衡时有 Eq=mgtanθ 得  (2)橡皮泥撞击小球的过程中,水平方向动量守恒,    mv=(m+m)v         所以 (3)复合体水平方向的加速度为  复合体落地时间为 复合体在水平方向做匀加速直线运动,水平位移为 == 答:(1)匀强电场的电场强度E的大小是; (2)击中后瞬间复合体的速度大小是; (3)复合体落地过程中的水平位移大小为.
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考点分析:
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(1)某实验小组利用拉力传感器和打点计时器探究“动能定理”,如图1示,他们将拉力传感器固定在小车上,用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连,用拉力传感器记录小车受到拉力的大小,在小车的后面连接纸带,通过打点计时器记录小车的运动情况,小车中可以放置砝码.请把下面的实验步骤补充完整.
实验主要步骤如下:manfen5.com 满分网manfen5.com 满分网
①测量______、砝码和拉力传感器的总质量M,把细线的一端固定在拉力传感器上,另一端通过定滑轮与钩码相连,将纸带连接小车并通过打点计时器,正确连接所需电路.
②将小车停在C点,在释放小车______(选填“之前”或“之后”)接通打点计时器的电源,在纸带上打出一系列的点,记录细线拉力.
③在小车中增加砝码,或减少砝码,重复②的操作.
④处理数据.
实验结果发现小车动能的增加量△Ek总是明显小于拉力F做的功W,你认为其主要原因应该是上述实验步骤中缺少的步骤是______
(2)小明同学为测量某金属丝的电阻率,他截取了其中的一段,用米尺测出金属丝的长度L,用螺旋测微器测得其直径为D,用多用电表粗测其电阻约为R.
①该同学将米尺的0刻度线与金属丝的左端对齐,从图2甲)中读出金属丝的长度L=______mm.
②该同学用螺旋测微器测金属丝的直径,从图2乙)中读出金属丝的直径D=______mm.
③该同学选择多用电表“×10”档粗测金属丝的电阻,从图2丙)中读出金属丝的电阻R=______Ω.
④接着,该同学用伏安法尽可能精确地测出该金属丝的电阻,然后根据电阻定律计算出该金属丝的电阻率.实验室提供的器材有:
A.直流电源E(电动势4V,内阻不计)
B.电流表A1(量程0~3mA,内阻约50Ω)
C.电流表A2(量程0~15mA,内阻约30Ω)
D.电压表V1(量程0~3V,内阻10kΩ)
E.电压表V2(量程0~15V,内阻25kΩ)
F.滑动变阻器R1(阻值范围0~15Ω,允许通过的最大电流2.0A)
G.滑动变阻器R2(阻值范围0~2kΩ,允许通过的最大电流0.5A)
H.待测电阻丝Rx,开关、导线若干
要求较准确地测出其阻值,电流表应选______,电压表应选______,滑动变阻器应选______.(用器材前的字母表示即可)
⑤用图3示的电路进行实验测得Rx,实验时,开关S2应向______闭合(选填“1”或“2”).
⑥请根据选定的电路图,在如图4示的实物上画出连线(部分线已画出).
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⑦(多选)在下列测定金属丝的电阻率的几个步骤中,错误的是______
A.先用米尺测出金属丝的长度,再将金属丝两端固定在接线柱上悬空拉直;
B.用螺旋测微器在不同位置测出金属丝的直径D各三次,求平均值manfen5.com 满分网
C.打开开关,将选好的实验器材按图3接成实验电路;
D.闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表和电压表有合适的示数,读出并记下这组数据;
E.改变滑动变阻器的滑键位置,重复进行实验,测出6组数据,并记录在表格中;
F.分别计算出电流平均值(manfen5.com 满分网)和电压的平均值(manfen5.com 满分网),再求出电阻的平均值manfen5.com 满分网
G.根据电阻定律计算出该金属丝的电阻率.
⑧设金属丝的长度为L(m),直径的平均值为manfen5.com 满分网(m),电阻的平均值为manfen5.com 满分网(Ω),则该金属丝电阻率的表达式为ρ=______
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在孤立点电荷-Q的电场中,一质子在距离点电荷r处若具有E的动能,即能够恰好逃逸此电场的束缚.若规定无穷远处电势为零,用E表示该场中某点的场强大小,用φ表示场中某点的电势,用EP表示质子在场中所具有的电势能,用Ek表示质子在场中某点所具有的动能,用r表示该点距点电荷的距离,则如图所示的图象中,表示关系正确的是( )
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A.伏特表manfen5.com 满分网示数将减小
B.灯泡L将变亮
C.电容器C的电容将减小
D.电容器C的电荷量将增大
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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