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如图所示,绝缘直杆长为L=2m,与水平面成30°角放置,一端固定一个电荷量为Q=...

如图所示,绝缘直杆长为L2m,与水平面成30°角放置,一端固定一个电荷量为Q=+2.0×105C的点电荷,中间有孔的两个滑块AB(可看作质点)套在绝缘杆上,两滑块与绝缘杆间的动摩擦因数相等。滑块 B所带电荷量为q=+4.0×105C,滑块A不带电,AB之间绝缘,AB的质量分别为0.80kg0.64 kg。开始时两滑块靠在一起保持静止状态,且此时AB与直杆间恰无摩擦力作用。为使A沿直杆始终做加速度为a1.5m/s2的匀加速直线运动,现给A施加一沿直杆向上的力F,当A向上滑动0.2m后,力F的大小不再发生变化。A运动到绝缘杆顶端时,撤去外力F(静电力常量k9.0×109N·m2/C2g10 m/s2)求:

(1)开始时未施加力F,滑块B与直杆底端点电荷之间的距离

(2)滑块与直杆间的动摩擦因数

(3)A向上滑动0.2m的过程中库仑力做的功为1.2J,在A由静止开始到运动至绝缘杆顶端的过程中,力FA做的总功。

 

(1)1.0 m; (2 ;(3)6.05 J 【解析】(1)A、B处于静止状态时,与杆之间无摩擦力作用。设B与点电荷间距离为L1, 则库仑斥力 以A、B整体为研究对象,根据平衡条件得: 联立解得: (2)给A施加力F后,A、B沿直杆向上做匀加速直线运动,库仑斥力逐渐减小,A、B之间的弹力也逐渐减小.当点电荷与B间距离为L2时,A、B两者间弹力减小到零,此后两者分离,力F变为恒力,则分离时刻的库仑斥力为 B与点电荷间的距离 以B为研究对象,由牛顿第二定律有: 联立解得 (3)设A、B整体做匀加速运动过程末速度为v1,力F做的功为W1,由动能定理有 由题意知 重力做负功 摩擦力做负功 已知A做匀加速直线运动,根据运动学公式得 联立解得 A、B分离后,A继续做匀加速直线运动 以A为研究对象,由牛顿第二定律得 得到 分离后A上滑0.8m才能到达绝缘杆顶端,这个过程F做的功为: 所以  
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考点分析:
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如图所示,放在光滑水平地面上的小车固定一个金属制成的U形管,小车连同U形管质量为MU形管底部呈半圆形,内部光滑。质量为m(M3m)的光滑小球直径略小于U形管内径,以水平初速度v0U形管下口内射入,小球速度改变180°角后从上管口射出,

整个运动过程重力对小球运动影响忽略不计

(1)当小球从U形管中射出时,小球和小车的速度各是多大

(2)当小球经过U形管底部半圆最左端时,小球的速度是多大

 

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在做测定电源的电动势和内阻实验时,所给器材有阻值为R0的定值电阻、数字电压表(选择开关已经置于直流电压挡位)、被测电池组、电阻箱和开关。

(1)请在图中完成电路图连线_____________,定值电阻在电路中的作用是充当________

(2)正确连接电路之后,闭合开关S,调整电阻箱的阻值R,读出电压表的示数U,再改变电阻箱阻值R,读取多组数据,作出了如图所示的图像图像某点对应的横坐标与纵坐标的比值的物理意义是________________。该直线与纵轴交点纵坐标约为0.11 V1,根据此图像可求得被测电池组的电动势E________V;内阻r________Ω

 

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如图所示实验装置可以用来验证机械能守恒定律,左侧重物A带有挡光片,其总质量为m,右侧重物B质量为M,两重物由跨过轻质光滑定滑轮的细绳相连;与光电门相连的数字毫秒计可以测量挡光片经过光电门时的挡光时间,挡光片的宽度用b表示。挡光片到光电门之间的距离用h表示。挡光片通过光电门的平均速度近似看作挡光片通过光电门的瞬时速度,实验时重物从静止开始运动。重物B的质量M大于A的质量m

(1)在实验过程中,与光电门相连的数字毫秒计记录的挡光片的挡光时间为t(单位:s),则挡光片通过光电门时瞬时速度可表示为v________

(2)重物从静止开始运动,当挡光片经过光电门位置时,AB组成的系统动能增加量可表示为ΔEk________,系统的重力势能减少量可表示为ΔEp________,在误差允许的范围内,若ΔEkΔEp,则可认为系统的机械能守恒。

(3)为了减小偶然误差,多次改变挡光片到光电门之间的距离h,作出v2­h图像(如图所示),并测得该图像的斜率为k,则重力加速度的表达式为________

 

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如图所示,带电荷量为+Q的点电荷固定在绝缘地面上A点,A点正上方离其高度为h处的B点由静止释放一质量为m、带正电的小球(可以看作点电荷),当小球向下运动到离AhC点时速度恰好为零,已知静电力常量为k,重力加速度为g,点电荷周围各点的电势φ (r是各点与点电荷的距离)。则下面说法正确的是(  )

A. BC两点之间的电势差UBC=-

B. 小球所带电荷量为q

C. 小球的最大速度为vm

D. 小球的最大速度为vm

 

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如图所示,光滑平行金属导轨MNPQ所在平面与水平面成θ角,MP之间接一个阻值为R的定值电阻,阻值为r的金属棒ab垂直导轨放置且与导轨接触良好,其他部分电阻不计。整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向上。t0时对金属棒施加一个平行于导轨的外力F,棒由静止开始沿导轨向上运动,通过R的电荷量q随时间的二次方t2的变化关系如图乙所示。图中关于穿过回路abPMa的磁通量Φ、金属棒ab加速度a、金属棒受到的外力F、通过棒的电流I随时间t变化的图像正确的是(  )

A.     B.     C.     D.

 

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