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如图所示,内壁光滑、内径很小的 1/4 圆弧管固定在竖直平面内,圆弧的半径为 0...

如图所示,内壁光滑、内径很小的 1/4 圆弧管固定在竖直平面内,圆弧的半径为 0.2m,在圆心 O 处固定一个电荷量为的点电荷质量为 0.06kg、略小于圆管截面的带 电小球,从与 O 点等高的 A 点沿圆管内由静止运动到最低点 B ,到达 B 点小球刚好与圆弧没 有作用力,然后从 B 点进入板距 d= 0.08m 的两平行板电容器后刚好能在水平方向上做匀速 直线运动,且此时电路中的电动机刚好能正常工作。已知电源的电动势为12V,内阻为1Ω, 定值电阻 R 的阻值为,求(取g=10m/s2,静电力常量k=9.0 ×109 N·m2/C2

(1)小球到达 B 点时的速度;

(2)小球所带的电荷量;

(3)电动机的电功率。

 

(1)(2)(3) 【解析】试题分析:利用动能定理先求小球到达B点的速度,由题意小球到B点时对圆弧没有作用力,利用圆周运动知识,库仑力与重力的合力提供向心力,求出小球的电荷量,利用小球在板间做匀速直线运动得到电容器两端电压,由部分电路欧姆定律求电路中的电流,利用闭合电路欧姆定律求电动机两端的电压,从而求出电动机的电功率。 (1)对小球利用动能定理: ,代入数据得: ; (2)根据题意,小球到达B点时对圆弧没有作用力,由库仑力和重力的合力提供向心力: ,代入数据可得: ; (3)设电容器两端电压为 ,小球在板间做匀速直线运动,由平衡条件可得: 代入数据可得: ,由部分电路欧姆定律 得:,电动机两端的电压: 得: ,所以电动机的电功率: 。 点晴:解决本题需注意电路中含有电容和电动机,电容器作用是通交流阻交流(即在直流电路中电容器相当于断路,由于电路中含有电动机,故电路为非纯电阻电路,欧姆定律对电动机不成立,根据纯电阻 与电动机的串联关系进行求解。  
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考点分析:
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如图所示竖直放置的两块足够大的带电平行板间形成一个方向水平向右的匀强电场区域场强.在两板间用绝缘细线悬挂一个质量的带电小球 止时小球偏离竖直方向的夹角θ=60°(g10 m/s2)试求

 

(1)小球的电性和电荷量;

(2)剪断悬线后,小球的加速度

 

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在测量电源的电动势和内阻实验中,由于所用的电压表(视为理想电压表)的量程较小,某同学设计了如图所示的实物电路.根据实验数据描点,绘出的﹣R图象是一条直线,若直线的斜率为k,在坐标轴上的截距为b,则该电源的电动势E=     ,内阻r=     (用k、b和R0表示)

 

 

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某同学想测量一节旧干电池的电动势和内电阻,身边的器材仅“一个多用电表、一个滑动变阻器(R  1 可调范围 0 20 Ω)、一个约为几欧的定值电阻(R  2)、 一个电键(S)、导线若 ”.小明利用上述器材设计了实验原理图(如图所示),并进行了如下实验步骤

①根据原理图,连接实验器材,且 S 断开;

②多用电表选择“R  ×1”挡,先_______后红表笔接 b黑表笔接 c记录下 R2 示数(如图所示);

③S 闭合多用电表选择直流电压 1 V”红表笔接 b黑表笔接 a记录下 Uba示数然后红表笔接 c黑表笔接 b记录下 Ucb示数

④改变滑动变阻器滑片位置,重复步骤③,至少记录六组数据;

⑤然后以   c  、b两端电压为横轴,b 、a两端电压为纵轴描点并连线画出“U  b      a   -U  cb”关系 (如图所示).

(1)请你完成上述操作步骤中空白处填空.

(2)由图 c 可知 R  2 测量值为______Ω, “U  b   a-U c   b” 图象可得旧干电池的电动势为_____________ .

 

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如图所示空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场电场和磁场相互 垂直在电磁场区域中有一个固定在竖直平面内的光滑绝缘圆环环上套有一个带正电的 小球.O 点为圆环的圆心,a、b、c 为圆环上的三个点,a 点为最高点,c 点为最低点,bO 沿水平方向.已知小球所受电场力与重力大小相等.现将小球从环的顶端  a  点由静止释放, 下列判断正确的是(   

A. 当小球运动到 b 点时,小球受到的洛伦兹力最大

B. 当小球运动到 c 点时,小球受到的支持力一定大于重力

C. 小球从 a 点运动到 b 点,重力势能减小,电势能减小

D. 小球从 b 点运动到 c 点,电势能增大,动能先增大后减小

 

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如图所示,足够长的光滑三角形绝缘槽,与水平面的夹角分别为αβαβ),加垂直于纸面向里的磁场.分别将质量相等、带等量正、负电荷的小球 ab依次从两斜面的顶端由静止释放,关于两球在槽上运动的说法正确的是( )

A. 在槽上,ab两球都做匀加速直线运动,且aaab

B. ab两球沿槽运动的最大速度为vavb,则vavb

C. ab两球沿直槽运动的最大位移为SaSb,则SaSb

D. ab两球沿槽运动的时间为tatb,则tatb

 

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