(14分)如图所示,光滑绝缘半球槽的半径为,处在水平向右的匀强电场中,一质量为的带电小球从槽的右端A处无初速沿轨道滑下,滑到最低位置B时,球对轨道的压力为.求:
(1)小球受到电场力的大小和方向;(2)带电小球在滑动过程中的最大速度。
(12分)如图所示的电场,等势面是一簇互相平行的竖直平面,间隔均为,各面电势已在图中标出,现有一质量为的带电小球以速度,方向与水平方向成角斜向上射入电场,要使小球做直线运动.问:
(1)小球应带何种电荷?电荷量是多少?(2)在入射方向上小球最大位移量是多少?(电场足够大)
(14分)某学习小组为测量一铜芯电线的电阻率,他们截取了一段电线,用米尺测出其长度为L,用螺旋测微器测得其直径为D,用多用电表测得其电阻值约为.为提高测量的精度,该小组的人员从下列器材中挑选了一些元件,设计了一个电路,重新测量这段导线(用表示)的电阻.
A.电源(电动势为3.0V,内阻不计)
B.电压表(量程为0~3.0V,内阻约为2kΩ) C.电压表(量程为0~15.0V,内阻约为6kΩ)
D.电流表(量程为0~0.6A,内阻约为1Ω) E.电流表(量程为0~3.0A,内阻约为0.1Ω)
F.滑动变阻器(最大阻值10Ω,额定电流2.0A) G.滑动变阻器(最大阻值1kΩ,额定电流1.0A)
H.定值电阻(阻值为3Ω) I.开关S一个,导线若干
(1)如下图所示是该实验小组用螺旋测微器对铜芯线直径的某次测量,其读数是________mm.
(2)实验时电压表选________,电流表选________,滑动变阻器选________.(只填代号)
(3)为提高实验的精确度,请你为该实验小组设计电路图,并画在下面的方框中.
(4)某次测量时,电压表示数为,电流表示数为,则该铜芯线材料的电阻率的表达式为:=_______.
(10分)在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中,使质量为的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列的点,选取一条符合实验要求的纸带如图所示.O为第一个点,A、B、C为从合适位置开始选取连续点中的三个点.已知打点计时器每隔0.02 s打一个点,当地的重力加速度为,那么:
(1)电磁打点计时器与电源相接,下图中接线正确的是 (填“A”或“B”);
(2)根据图上所得的数据,应取图中O点到________点来验证机械能守恒定律;
(3)从O点到(2)问中所取的点,重物重力势能的减少量=______,动能增加量=_______ (结果取三位有效数字);
(4)若测出纸带上所有各点到O点之间的距离,根据纸带算出各点的速度及物体下落的高度,则以为纵轴,以为横轴画出的图象是下图中的________.
如图所示,一质量为、带电荷量为的物体处于场强按(、均为大于零的常数,取水平向左为正方向)变化的电场中,物体与竖直墙壁间动摩擦因数为,当时刻物体处于静止状态.若物体所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且电场空间和墙面均足够大,下列说法正确的是( )
A.物体开始运动后加速度先增加、后减小
B.物体开始运动就离开墙壁
C.经过时间,物体在竖直墙壁上的位移达最大值
D.经过时间,物体运动速度达最大值
如图所示,xOy平面内有一匀强电场,场强为,方向未知,电场线跟轴的负方向夹角为,电子在坐标平面内,从原点O以大小为、方向沿正方向的初速度射入电场,最后打在轴上的点.电子的质量为,电荷量为,重力不计.则( )
A.O点电势高于点电势
B.运动过程中电子在点电势能最多
C.运动过程中,电子的电势能先减少后增加
D.电场对电子先做负功,后做正功