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(10分)如图所示,光滑绝缘的细圆管弯成半径为R的半圆形,固定在竖直面内、管口B...

(10分)如图所示,光滑绝缘的细圆管弯成半径为R的半圆形,固定在竖直面内、管口B、C的连线是水平直径,现有一带正电小球(可视为质点)从B点正上方的A点自由下落,A、B两点间距离为4R,从小球进入管口开始,整个空间中突然加上一个匀强电场,电场力在竖直方向的分力与重力大小相等、方向相反,结果小球从管口C处脱离圆管后,其运动轨迹经过A点,设小球在运动过程中电荷量不变,重力加速度为g.求:

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(1)小球到达B点的速度大小;

(2)小球受到的电场力的大小和方向;

(3)小球经过管口C处时对圆管壁的压力.

 

(1)  (2),方向斜向左上方与水平方向夹角450    (3),方向水平向右 【解析】 试题分析:(1)小球从开始自由下落到到达管口B的过程中机械能守恒,故有: 小球到达B点时的速度大小为 (2)设电场力的水平分力为(方向水平向左),竖直分力为(方向水平向上),则 小球从B运动到C的过程中,由动能定理得: 小球从管口C处脱离圆管后,做类平抛运动,由于其轨迹经过A点,有: 联立以上各式,解得: 电场力的大小为:,方向斜向左上方与水平方向夹角450. (3)小球经过管口C处时,向心力由和圆管的弹力提供,设弹力的方向向左,则 解得:,方向向左 根据牛顿第三定律可知,小球经过管口C处时对圆管的压力为:,方向水平向右。 考点:机械能守恒定律,牛顿第二、第三定律,动能定理的应用
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考点分析:
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(1)金属板A、B之间的电压UAB是多少?

(2)滑动变阻器接入电路的阻值RP为多大?

(3)电源的输出功率是多大?

 

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(6分)如图所示,是用直流电动机提升重物的装置,重物质量m=50kg,电源电动势E=110V,内电阻r1=1Ω,电动机的内电阻r2=4Ω。阻力不计。当匀速提升重物时,电路中电流强度I=5A。取g=10m/s2.试求:

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(1)电源的总功率和输出功率;

(2)重物上升的速度.

 

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(8分)如图所示,平行板间电压为U,板间距离为d,板长为L1,一带电粒子质量为m,电荷量为q,以初速度v0垂直于场强方向射入电场中,离开电场后沿直线打在荧光屏上,荧光屏到平行板右端的距离为L2,不计粒子重力.求:

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(1)粒子在电场中运动的时间t1

(2)板间场强E和粒子在电场中运动的加速度a;

(3)粒子在电场中偏转分位移y;

(4)粒子离开电场后经多长时间t2打到荧光屏上?

 

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(8分)如图所示,水平放置的平行板电容器,两极板相距5mm,电容为2μF,当将其充电到两板电势差为100V时,一个质量为1.0×10-4g的带负电尘埃正好在两极板中间静止(g取10m/s2).求:

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(1)这时电容器的带电荷量为多少库仑?

(2)电容器上极板带何种电荷?

(3)该尘埃带电荷量为多少?

 

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(1)测量普通干电池电源电动势和内电阻应该选用__________(填“图甲”或“图乙”)所示的电路图.

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(2)实验中某同学根据自己测得的实验数据在坐标纸上描了几个点,请你根据他描的点画出U—I图线,并根据图线求出电池的电动势E=__________V(保留2位有效数字),电池的内电阻r =__________Ω(保留2位有效数字).

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