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如图所示的竖直平面内有范围足够大、水平向左的匀强电场,在虚线的左侧有垂直纸面向里...

如图所示的竖直平面内有范围足够大、水平向左的匀强电场,在虚线的左侧有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B.一绝缘⊂形管杆由两段直杆和一半径为R的半圆环组成,固定在纸面所在的竖直平面内.PQ、MN水平且足够长,半圆环MAP在磁场边界左侧,P、M点在磁场界线上,NMAP段是光滑的,现有一质量为m、带电量为+q的小环套在MN杆,它所受到的电场力为重力的manfen5.com 满分网倍.现在M右侧D点静止释放小环,小环刚好能到达P点,
(1)求DM间的距离x
(2)求上述过程中小环第一次通过与O等高的A点时弯杆对小环作用力的大小.
(3)若小环与PQ间的动摩擦因数为μ(设最大静止摩擦力与滑动摩擦力大小相等).现将小环移至M点右侧6R处由静止开始释放,求小环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功.

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(1)对D到P为研究过程,运用动能定理求出DM间的距离. (2)对D到A为研究过程,运用动能定理求出A点的速度,根据牛顿第二定律,沿半径方向上合力提供向心力,求出弯杆对小环作用力的大小. (3)需讨论摩擦力的大小与电场力的大小关系,若摩擦力大于电场力,则运动到P点右侧停止;若摩擦力小于电场力,则环最终在DP间往复运动.根据动能定理求出摩擦力做的功. 【解析】 (1)由动能定理qEx-2mgR=0 qE=mg ∴x=4R 故DM间的距离为4R. (2)设小环在A点速度vA 由动能定理qE(x+R)-mgR=mvA2 由向心力公式: 故弯杆对小环作用力的大小. (3)若μmg≥qE即μ≥小环达P点右侧S1处静止 qE(6R-S1)-mg•2R-μmgS1=0 ∴ 若μmg<qE即μ<,环经过往复运动,最后只能在PD之间运动,设克服摩擦力为W 则:qE•6R-mg•2R-W=0 ∴W=mgR 故小环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功为或mgR.
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考点分析:
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(1)请判断该粒子带何种电荷,并求出其比荷q/m;
(2)若磁场的方向和所在空间范围不变,而磁感应强度的大小变为B',该粒子仍从 A处以相同的速度射入磁场,但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60°角,求磁感应强度B'多大?此次粒子在磁场中运动所用时间 t是多少?
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(1)小物块从C点运动到D点经历的时间t;
(2)小物块从C点飞出时速度的大小vC
(3)小物块从A点运动到C点的过程中克服摩擦力做的功Wf

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(1)用螺旋测微器测圆柱体的直径时,示数如图所示,此示数    mm;
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(2)现要测定一个额定电压4V、额定功率1.6W的小灯泡的伏安特性曲线.要求所测电压范围为0.1V~4V.
现有器材:直流电源E(电动势4.5V,内阻不计),电压表V(量程4.5V,内阻约为4×104Ω),电流表A1(量程250mA,内阻约为2Ω),电流表A2(量程500mA,内阻约为1Ω),滑动变阻器R(最大阻值约为30Ω),电键S,导线若干.
如果既要满足测量要求,又要测量误差较小,应该选用的电流表是    ,上面两个电路应该选用的是   
(3)在“验证机械能守恒实验”中,有如下步骤:在竖直放置的铁架台上端固定一个电磁铁(如图甲),通电时,小球被吸在电磁铁上,断电时,小球自由下落.铁架台上有可以移动的光电门.当小球经过光电门时,光电计时装置能测出小球通过光电门所用时间△t.
①如图乙所示,用游标卡尺可测得小钢球的直径:d=    cm;实验时将小钢球从图示位置由静止释放,由数字计时器读出小球通过光电门的时间△t=1.2×10-2s,则小球经过光电门时的瞬时速度为    m/s(所有结果均保留2位有效数字).
②在本次实验中还必须测量的物理量是    (请用文字说明并用相应的字母表示).
③本实验通过比较        (用以上所测量的物理量符号表示),在实验误差允许的范围内相等,就可以验证小球机械能守恒.
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B.系统损失的机械能为2J
C.木板A的最小长度为1m
D.A、B间的动摩擦因数为0.1
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A.液滴在两板间运动的轨迹是一条抛物线
B.电源电动势越大,液滴在板间运动的加速度越大
C.电源电动势越大,液滴在板间运动的时间越短
D.定值电阻的阻值越大,液滴在板间运动的时间越长
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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