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如图所示,水平绝缘粗糙的轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接...

如图所示,水平绝缘粗糙的轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接,半圆形轨道的半径R=0.40m.在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场线与轨道所在的平面平行,电场强度E=1.0×104N/C.现有一电荷量q=+1.0×10﹣4C,质量m=0.10kg的带电体(可视为质点),在水平轨道上的P点由静止释放,带电体恰好能通过半圆形轨道的最高点C,然后落至水平轨道上的D点.取g=10m/s2.试求:

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(1)带电体在圆形轨道C点的速度大小.

(2)D点到B点的距离xDB

(3)带电体运动到圆形轨道B点时对圆形轨道的压力大小.

(4)带电体在从P开始运动到落至D点的过程中的最大动能.

 

(1)带电体在圆形轨道C点的速度大小为2m/s. (2)D点到B点的距离为0m. (3)带电体运动到圆形轨道B点时对圆形轨道的压力大小为6N. (4)带电体在从P开始运动到落至D点的过程中的最大动能为1.17J. 【解析】【解析】 (1)设带电体通过C点时的速度为vC,依据牛顿第二定律: 解得vC=2.0m/s (2)设带电体从最高点C落至水平轨道上的D点经历的时间为t,根据运动的分解有: 联立解得xDB=0 (3)设带电体通过B点时的速度为vB,设轨道对带电体的支持力大小为FB,带电体在B点时,根据牛顿第二定律有 带电体从B运动到C的过程中,依据动能定理: 联立解得FB=6.0N 根据牛顿第三定律,带电体对轨道的压力 (4)由P到B带电体作加速运动,故最大速度一定出现在从B经C到D的过程中.在此过程中只有重力和电场力做功,这两个力大小相等,其合力与重力方向成45°夹角斜向右下方,故最大速度必出现在B点右侧对应圆心角为45°处. 设小球的最大动能为Ekm,根据动能定理有: 解得Ekm=1.17J(或). 答:(1)带电体在圆形轨道C点的速度大小为2m/s. (2)D点到B点的距离为0m. (3)带电体运动到圆形轨道B点时对圆形轨道的压力大小为6N. (4)带电体在从P开始运动到落至D点的过程中的最大动能为1.17J. 【点评】本题综合考查了动能定理、牛顿第二定律,涉及到运动的分解、圆周运动,综合性较强,最后一问对学生的能力要求较高.需加强训练.  
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考点分析:
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如图所示,一电荷量q=3×10﹣4C带正电的小球,用绝缘细线悬于竖直放置足够大的平行金属板中的O点.电键S合上后,当小球静止时,细线与竖直方向的夹角α=37°.已知两板相距d=0.1m,电源电动势E=12V,内阻r=2Ω,电阻R1=4Ω,R2=R3=R4=12Ω.g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:

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(1)通过电源的电流;

(2)两板间的电场强度的大小;

(3)小球的质量.

 

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某同学通过实验研究小灯泡的电流与电压的关系.可用的器材如下:电源、滑动变阻器、电流表、电压表、不同规格的小灯泡两个、电键、导线若干.

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(1)实验中移动滑动变阻器滑片,得到了小灯泡L1的U﹣I图象如图(a)中的图线L1,则可知小灯泡L1的电阻随电压增大而      (选填“增大”、“减小”或“不变”).

(2)为了得到图(a)中的图线,请将图(b)中缺少的两根导线补全,连接成实验的电路(其中电流表和电压表分别测量小灯泡的电流和电压).

(3)换小灯泡L2重做实验,得到其U﹣I图象如图(a)中的图线L2,现将这两个小灯泡并联连接在电动势3V、内阻6Ω的电源两端,则此时电源两端的电压为      V;灯泡L2消耗的功率为      W.

 

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甲图中游标卡尺的读数为      mm;

乙图中螺旋测微器的读数为      mm.

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如图所示竖直放置的两个平行金属板间存在匀强电场,与两板上边缘等高处有两个质量相同的带电小球,P小球从紧靠左极板处由静止开始释放,Q小球从两板正中央由静止开始释放,两小球最终都能运动到右极板上的同一位置,则从开始释放到运动到右极板的过程中它们的:(  )

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A.运行时间tP=tQ

B.电势能减少量之比△EP:△EQ=2:1

C.电荷量之比qP:qQ=2:1

D.动能增加量之比△EKP:△EK=4:1

 

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两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的O、M两点,两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示,其中A、N两点的电势均为零,ND段中的C点电势最高,则(  )

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A.N点的电场强度大小为零

B.A点的电场强度大小为零

C.NC间场强方向向x轴正方向

D.将一负点电荷从N点移到D点,电场力先做正功后做负功

 

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