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如图(a), O、 N、 P 为直角三角形的三个顶点, ∠NOP=37°, OP...

如图(a), ONP 为直角三角形的三个顶点, ∠NOP37°OP 中点处固定一电量为 q120×10-8C 的正点电荷, M 点固定一轻质弹簧。 MN 是一光滑绝缘杆,其中 ON长为 a1m,杆上穿有一带正电的小球(可视为点电荷),将弹簧压缩到 O 点由静止释放,小球离开弹簧后到达 N 点的速度为零。沿 ON 方向建立坐标轴(取 O 点处 x0),图(b)中图线分别为小球的重力势能和电势能随位置坐标 x 变化的图像,其中 E0124×10-3JE1192×10-3JE262×10-4J。(静电力恒量 k90×109N·m2/C2,取 sin37°06cos37°08,重力加速度 g10m/s2

1)求电势能为 E1时小球的位置坐标 x1和小球的质量 m

2)已知在 x1处时小球与杆间的弹力恰好为零,求小球的电量 q2

3)求小球释放瞬间弹簧的弹性势能 E

 

(1)0.32m ;(2)(3)5.38×10-3J 【解析】试题分析:(1)势能为E1时,距M点的距离为:x1=acos37°••cos37°=0.32a=0.32m x1处重力势能为:E1=mgx1sin37° (2)在x1处,根据受力分析可知, 其中:r=x1tan37°=0.24a 带入数据得: (3)根据能量守恒有:mga sin37°+E2-E0=E 带入数据得:E=5.38×10-3J 考点:电场强度和电势差;能量守恒定律 【名师点睛】分析磁场的分布情况及小球的运动情况,通过电场力做功来判断电势能的变化从而判断出图象,再根据平衡条件和动能定理进行处理。  
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考点分析:
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如图所示,在匀强磁场中倾斜放置的两根平行光滑的金属导轨,它们所构成的导轨平面与水平面成=30角,平行导轨间距 L=10 m。匀强磁场方向垂直于导轨平面向下,磁感应强度 B=020T。 两根金属杆 ab cd 可以在导轨上无摩擦地滑动。两金属杆的质量均为 m=020 kg, 电阻均为 R=020Ω。 若用与导轨平行的拉力作用在金属杆 ab 上, 使 ab 杆沿导轨匀速上滑并使 cd 杆在导轨上保持静止,整个过程中两金属杆均与导轨垂直且接触良好。金属导轨的电阻可忽略不计,取重力加速度 g=10m/s2 求:

1cd 杆受安培力 F 安的大小;

2通过金属杆的感应电流 I

3作用在金属杆 ab

 

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采用伏安法测量电源电动势 E 和内阻 r 时,由于电表因素带来了实验的系统误差某研究性学习小组对此实验进行改进,设计出如图所示的测量电源电动势 E 和内电阻 r 的电路, E′是辅助电源, A B 两点间有一灵敏电流计 G

1请你补充实验步骤: ①闭合开关 S1 S2 调节 R R使得灵敏电流计 G 的示数为零, 这时, A B 两点的电势φA φB的关系是 φA______φB选填大于 小于等于 读出电流表和电压表的示数 I1 U1 其中 I1______选填大于 小于等于通过电源 E 的电流

②改变滑动变阻器 RR的阻值, 重新使得        ,读出        

2由上述步骤中测出的物理量,可以得出电动势 E 表达式为______、内电阻 r的表达式为_________

3该实验中 E ______E 选填大于小于等于

 

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如下左图所示,正六边形导线框 abcdef 放在匀强磁场中静止不动,磁场方向与线框平面垂直,磁感应强度 B 随时间t 的变化关系如下右图所示。 t 0 时刻,磁感应强度 B 的方向垂直纸面向里,设产生的感应电流顺时针方向为正、竖直边cd 所受安培力的方向水平向左为正。则下面关于感应电流i cd 所受安培力 F 随时间t 变化的图象正确的是

 

 

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如图所示, C 为电容器, D 为理想二极管具有单向导电作用,电流表、电压表均为理想表闭合开关 S 至电路稳定后,调节滑动变阻器滑片 P 向左移动一小段距离,结果发现电压表 V1 的示数改变量大小为△U1 电压表 V2 的示数改变量大小为△U2 电流表 A 的示数改变量大小为△I 则下列判断正确的有

A的值变大

B的值变大

C 的值不变,且始终等于电源内阻 r

D滑片向左移动的过程中,电容器所带的电荷量要不断减少

 

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如图所示,一质量为 m、电荷量为 q 的小球在电场强度为 E、区域足够大的匀强电场中,以初速度 v0沿 ON 在竖直面内做匀变速直线运动。 ON 与水平面的夹角为 30°,重力加速度为 g,且 mgqE,则

A. 电场方向竖直向上

B. 小球运动的加速度大小为 g

C. 小球上升的最大高度为

D. 若小球在初始位置的电势能为零,则小球电势能的最大值为

 

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