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如图所示,竖直平面内有一半径为R的半圆形光滑绝缘轨道,其底端B与光滑绝缘水平轨道...

如图所示,竖直平面内有一半径为R的半圆形光滑绝缘轨道,其底端B与光滑绝缘水平轨道相切,整个系统处在竖直向上的匀强电场中,一质量为m,电荷量为q带正电的小球以v的初速度沿水平面向右运动,通过圆形轨道恰能到达圆形轨道的最高点C,从C点飞出后落在水平面上的D点,试求:
(1)小球到达C点时的速度vC及电场强度E;
(2)BD间的距离s;
(3)小球通过B点时对轨道的压力N.

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(1)由动能定理可以求出小球到达C点的速度,小球恰能到达最高点C,说明在C点,轨道对小球没有作用力,重力与电场力的合力提供小球做圆周运动的向心力,由牛顿第二定律列方程,解方程组可以求出小球到达C时的速度、电场强度. (2)小球离开C点后做类平抛运动,由匀速运动与匀变速运动的规律可以求出BD间的距离s. (3)小球在圆形轨道上做圆周运动,由牛顿第二定律可以求出在B点小球受到的支持力,然后求出轨道受到的压力. 【解析】 (1)从B到C过程中,由动能定理得: (qE-mg)×2R=mvC2-mv2, 小球恰能通过最高点, 由牛顿第二定律得:mg-qE=m, 解得:vC=v,E=(g-); (2)小球从C到D过程中,小球做类平抛运动, 水平方向:s=vCt, 竖直方向:2R=at2, 由牛顿第二定律得:mg-qE=ma, 解得:s=2R; (3)小球在B点时,由牛顿第二定律得: F+qE-mg=m,解得:F=, 由牛顿第三定律得,小球对轨道的压力F′=; 答:(1)小球到达C点时的速度为v,电场强度E=(g-). (2)BD间的距离s=2R; (3)小球通过B点时对轨道的压力为.
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考点分析:
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(1)木块与木板的加速度a1、a2的大小;
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(1)电子的质量是多少?
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听说水果也能做电池,某兴趣小组的同学将一个土豆做成“水果电池”. 同学们通过查阅资料知道这种水果的电动势大约1伏左右,又用量程为0~3V、内阻约50kΩ的伏特表测其两极时读数为0.96V.可是当他们将四个这样的水果电池串起来给标为“3V,0.5A”的小灯泡供电时,灯泡并不发光.检查灯泡、线路均没有故障,而用伏特表直接测量其电压确实能达到3V多.
(1)据你分析,出现这种现象的原因应当是:______(不要求写分析、推导过程).
(2)为了能尽可能准确测定“水果电池”的电动势和内阻,若实验室除了导线和开关外,还有以下一些器材可供选择:
A.电流表A1(量程为0~0.6A,内阻为1Ω)
B. 灵敏电流表A2(量程为0~0.6mA,内阻为800Ω)
C.灵敏电流表A3(量程为0~300μA,内阻未知)
D.滑动变阻器R1 (最大阻值约10Ω)
E.滑动变阻器R2(最大阻值约2kΩ)
F.变阻箱(0~9999Ω)
①实验中应选择的器材是______(填器材前的字母代号).
②在方框中画出应采用的电路.

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某同学设计了一个监测河水电阻率的实验.他在一根均匀的长玻璃管两端装上两个橡胶塞和铂电极,如图甲所示,两电极相距L=0.314m,其间充满待测的河水.安装前他用如图乙所示的游标卡尺测量玻璃管的内径,结果如图丙所示.他还选用了以下仪器:
量程为15V、内阻约为300kΩ的电压表,
量程为300 μA、内阻约为50Ω的电流表,
最大阻值为1kΩ的滑动变阻器,
电动势E=12V、内阻r=6Ω的电池组、
开关各一个以及导线若干.
图丁所示坐标系中包括坐标为(0,0)的点在内的9个点表示他测得的9组电流I、电压U的值.
根据以上材料完成下列问题:
(1)测量玻璃管的内径时,应用图乙所示的游标卡尺的A、B、C三部分中的______部分与玻璃管内壁接触.(填代号),由图丙可知,玻璃管的内径d=______mm.
(2)利用丁图U-I图象可得到水柱的电阻R=______
 
Ω
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A.水平力F一定变小
B.斜面体所受地面的支持力一定不变
C.地面对斜面体的摩擦力一定变大
D.物体A所受斜面体的摩擦力一定变大
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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