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如图所示,将两个质量均为m的小球用两根长l的绝缘细线相连悬挂于O点,a球带正电,...

如图所示,将两个质量均为m的小球用两根长l的绝缘细线相连悬挂于O点,a球带正电,带电量为q,b球不带电.(设重力加速度为g,小球可视为质点)
(1)若在纸面内加一个水平向右的匀强电场,使悬线Oa向右偏离竖直方向30°角,且整个装置处于平衡状态.求匀强电场的场强大小.
(2)若让b球带负电,带电量也为q,细线仍然是拉直状态.加上(1)问中的电场后,整个装置从图示位置到达新的平衡位置的过程中,系统的电势能是增加还是减少?变化多大?

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(1)以两个小球整体为研究对象,分析受力:在重力、拉力与电场力共同作用下处于平衡状态,由平衡条件可求出电场力大小与拉力大小,从而可算出电场强度的大小. (2)对系统根据平衡条件分析oa细线与竖直方向的夹角,再对b球研究得到ab细线与竖直方向的夹角,即可判断电场力做功正负,并求出电场力做功的大小,得到电势能的变化量. 【解析】 (1)以两个小球整体为研究对象,分析受力:在重力、拉力与电场力共同作用下处于平衡状态,如图所示. 根据平衡条件得:qE=2mgtan30° 解得,        (2)以两个小球组成的整体为研究对象,水平方向受到两个电场力,矢量和为零.竖直方向受到总重力,根据平衡条件得知,细线oa的拉力必定在竖直方向,所以细线oa的方向必须是竖直的.再以小球b为研究对象,由于带负电,该小球受到的电场力方向水平向左,则细线ab向左偏离竖直方向,如图.   设平衡时细线ab与竖直方向的夹角为θ,则    tanθ==,则得sinθ= 由于电场力对b球做正功,对a球不做功,则系统的电势能减小, 电场力对b球做功为W=qElsinθ=l=mgl 故电势能减小量为△Ep=W=mgl  答: (1)匀强电场的场强大小是. (2)系统的电势能是减小mgl.
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考点分析:
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如图所示为宇宙中一恒星系的示意图,A为该星系的一颗行星,它绕中央恒星 O的运行轨道近似为圆.已知引力常量为G,天文学家观测得到A行星的运行轨道半径为 R,周期为T.A 行星的半径为r,其表面的重力加速度为g,不考虑行星的自转.
( l )中央恒星O的质量是多大?
( 2 )若A行星有一颗距离其表面为h做圆周运动的卫星,求该卫星的线速度大小.(忽略恒星对卫星的影响)

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测量一块量程已知的电压表的内阻,器材如下:
A.待测电压表(量程3V,内阻约3KΩ)一块  B.电流表(量程3A,内阻0.01Ω)一只   C.定值电阻(R=3KΩ,额定电流0.5A)一个  D.电池组(电动势略小于3V,内阻不计)E.开关两只     F.导线若干
有一同学利用上面所给器材,进行如下实验操作:
(1)为了更准确的测出该电压表内阻的大小,该同学设计了如图甲、乙两个实验电路.你认为其中相对比较合理的是______(填“甲”或“乙”)电路.其理由是:______
(2)用你选择的电路进行实验时,需要直接测量的物理量______;用上述所测各物理量表示电压表内阻,其表达式应为Rv=______
1
R
U
 
2
-U
 
1

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如图甲所示为一黑箱装置,盒内有电源、电阻等元件,a、b为黑箱的两个输出端.
①为了探测黑箱,有以下几种测量:
A.用多用电表的电阻挡测量a、b间的电阻;
B.用多用电表的电压挡测量a、b间的输出电压;
C.用多用电表的电流挡测量a、b间的输出电流.你认为首先应该采取的测量是:______(填序号)
②含有电源的黑箱相当于一个“等效电源”,a、b是等效电源的两极.为了测定这个等效电源的电动势和内阻,该同学设计了如图乙所示的电路,调节变阻器的阻值,记录下电压表和电流表的示数,并在方格纸上建立了U-I坐标,根据实验数据画出了坐标点,如图丙所示.请你作进一步处理,并由图求出等效电源的电动势E=______V,内阻r=______Ω.
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③由于电压表和电流表的内阻,会产生系统误差,则采用此测量电路所测得的电动势与实际值相比______,测得的内阻与实际值相比______(填“偏大”、“偏小”和“相同”).
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多用电表是实验室和生产实际中常用的仪器.使用多用电表进行了两次测量,指针所指的位置分别如图中a、b所示.若选择开关处在“×10Ω”的电阻档时指针位于a,则被测电阻的阻值是    Ω;若选择开关处在“直流电压2.5V”档时指针位于b,则被测电压是    V.
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某同学在探究木块与木板的动摩擦因数的实验时,设计了两种方案.
方案A:木板水平固定,通过弹簧秤水平拉动木块,如图a;
方案B:木块固定,通过细线水平拉动木板,如图b.
上述两方案中,你认为更合理的是方案______,该实验中需要测量的物理量是______

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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