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如图,一光滑轨道ABC,AB部分为半径为L的圆周,水平部分BC 宽度为L,置于水...

如图,一光滑轨道ABC,AB部分为半径为L的manfen5.com 满分网圆周,水平部分BC 宽度为L,置于水平向右且大小为E的匀强电场中.一质量为m,电量q=manfen5.com 满分网的带正电小球(可视为质点)从A处静止释放,并从C处沿平行板电容器的中线射入.已知电容器板长L,两板距离为L,重力加速度g.
(1)求小球经过圆弧B处轨道所受压力及小球到达C处的速度vc
(2)当电容器两板间电压U=manfen5.com 满分网,且上板电势高于下板时,求球在电容器中飞行时的加速度a以及飞离电容器时的偏转量y;
(3)若电容器电压U可变,要使小球能飞出电容器,求U的范围.(写主要过程)

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(1)小球从A到B过程只有重力做功,机械能守恒,根据守恒定律列式求解到B点速度,然后根据牛顿第二定律求解支持力; (2)将小球的运动沿着水平和竖直方向正交分解,水平分运动为匀速直线运动,竖直分运动是匀加速直线运动,根据牛顿第二定律求解加速度,然后根据分运动位移公式列式求解; (3)求解出恰好从上边缘飞出和恰好从下边缘飞出的加速度,然后根据牛顿第二定律列式求解. 【解析】 (1)从A到B,由机械能守恒:   …① 在B处,由向心力公式有:…② 解得:N=3mg 由牛顿第三定律,轨道所受压力N′=3mg,方向竖直向下     从A到C,由动能定理:…③ 解得: (2)由牛顿第二定律:  得a=1.5g(向下)…④ 小球在电容器中飞行时间…⑤ 飞离时偏转量…⑥ 联立③~⑥得:                             (3)由⑥知当时,有a=3g                                 当a向下,且上板电势高于下板时 有      得                  当a向上,有上板电势低于下板 即      得 即小球能飞出电容器,必须有: 当上板电势高于下板时,U<4EL 或者当上板电势低于下板时,U<8EL         答:(1)小球经过圆弧B处轨道所受压力为3mg,小球到达C处的速度为; (2)当电容器两板间电压U=,且上板电势高于下板时,球在电容器中飞行时的加速度a为1.5g,飞离电容器时的偏转量y为; (3)若电容器电压U可变,要使小球能飞出电容器,必须有:当上板电势高于下板时,U<4EL;或者当上板电势低于下板时,U<8EL.
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考点分析:
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在空间中取坐标系Oxy,在第一象限内平行于y轴的虚线MN与y轴距离为d,从y轴到MN之间的区域充满一个沿y轴正方向的匀强电场,电场强度大小为E,如图所示.初速可忽略的电子经过一个电场直线加速后,从y轴上的A点以平行于x轴的方向射入第一象限区域,A点坐标为(0,h).已知电子带电量大小e,质量m,忽略电子重力的作用.
(1)若电子从B飞离MN,飞离时速度大小v,且与初速度夹角θ=60°,求AB间电势差UAB
(2)若加速电场的电势差可变,调节电势差,使电子经过x轴时的坐标为(2d,0),求加速电场的电势差U

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如图所示,匀强电场场强的方向与水平方向成θ=30°角,有一带电量为q,质量为m的小球,用长为L的绝缘细线悬挂于O点,当静止时,细线恰被拉成水平方向,求:
(1)小球的电性及匀强电场场强E的大小;
(2)若改变匀强电场方向,使其竖直向下,求小球摆到最低点时的速度及绳子的拉力大小.

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用伏安法测定一段阻值约为5Ω的金属导
线的电阻,要求测量结果尽量准确,现备有以下器材:
A.电池组(3V,内阻约1Ω)    B.电流表(0~3A,内阻约0.0125Ω)
C.电流表(0~0.6A,内阻约0.125Ω)    D.电压表(0~3V,内阻约3kΩ)
E.电压表(0~15V,内阻约15kΩ)    F.滑动变阻器(0~10Ω,额定电流1A)
G.滑动变阻器(0~2 000Ω,额定电流0.3A)H.开关、导线
(1)电流表应选用______;电压表应选用______;(填写器材的字母代号)
(2)实验电路应采用电流表______接法;(填“内”或“外”)
(3)为使通过待测金属导线的电流能在0~0.5A范围内改变,请按要求画出测量待测金属导线的电阻Rx的电路图,然后设计电路并将图中给定的器材连成实验电路.

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在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,备有的器材是:电压表(3V,3kΩ)、电流表(0~0.6A,0.1Ω)、电池、开关、滑动变阻器、待测小灯泡、导线若干.实验时,要求小灯泡两端电压从零逐渐增大到额定电压.
(1)应选用图中所示的    电路进行实验;
(2)根据实验测得数据描绘出如图所示U-I图象,由图分析可知,小灯泡电阻随温度T变化的关系是:   
(3)已知实验中使用的小灯泡标有1.5V字样,请你根据上述实验结果求出小灯泡在1.5V电压下的实际功率是    W.
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manfen5.com 满分网如图所示的电路中,输入电压U恒为12V,灯泡L标有“6V 12W”字样,电动机线圈的电阻RM=0.5Ω.若灯泡恰能正常发光,以下说法中正确的是( )
A.电动机的输入功率是12W
B.电动机的输出功率是12W
C.电动机的热功率是2W
D.整个电路消耗的电功率是22W
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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