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如图所示,空间有场强E=1.0×102V/m,竖直向下的电场,长L=0.8m不可...

如图所示,空间有场强E=1.0×102V/m竖直向下的电场,长L=0.8m不可伸长的轻绳固定于O点,另一端系一质量m=0.5kg的带电量q=5×10-2C的小球。拉起小球至绳水平后在A点无初速度释放,当小球运动至O点的正下方B点时绳恰好断裂,小球继续运动并垂直打在同一竖直平面且与水平面成53°、无限大的挡板MN上的C点,试求:(1)绳子的最大张力

(2)A、C两点的电势差

(3)当小球运动至C点时,突然施加一恒力F作用在小球上,同时把挡板迅速水平向右移至某处,若小球仍能垂直打在挡板上,求所加恒力的最小值。

 

(1)30N;(2)125V;(3)8N; 【解析】(1)A→B由动能定理及圆周运动知识有: (mg+qE)•L=mvB2…① T−(mg+qE)=m…② 联解①②得:T=30N…③ (2)A→C由功能关系及电场相关知识有: (mg+qE)hAC=mvC2…④ vCsinθ=vB…⑤ UAC=E•hAC…⑥ 联解④⑤⑥得:UAC=125V…⑦ (3)由题可知施加恒力F后小球必须做匀速直线或匀加速直线运动,才能垂直打在档板上.设恒力F与竖直方向的夹角为α,作出小球的受力矢量三角形分析如图所示.则由矢量三角形可知:当F与F合(或运动)的方向垂直时,F有最小值而无最大值…⑧ 由矢量三角形图有:Fmin=(mg+qE)•sinθ…⑨ θ≤(α+θ)≤180°…⑩ 联解⑨⑩得:F≥8N…(11) 0°<α<127°…(12)  
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考点分析:
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质量为m=1.0kg、带电量q=+2.5×104C的小滑块(可视为质点)放在质量为M=2.0kg的绝缘长木板的左端,木板放在光滑水平面上,滑块与木板之间的动摩擦因数为μ=0.2,木板长L=1.5m,开始时两者都处于静止状态,所在空间加有一个方向竖直向下强度为E=4.0×104N/C的匀强电场,如图所示.取g=10m/s2,试求:

(1)用水平力F0拉小滑块,要使小滑块与木板以相同的速度一起运动,力F0应满足什么条件?

(2)用水平恒力F拉小滑块向木板的右端运动,在1.0s末使滑块从木板右端滑出,力F应为多大?

 

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如图所示,有一电子(电量为e)经电压U0加速后,进入两块间距为d、电压为U的平行金属板间.若电子从两板正中间垂直电场方向射入,且正好能穿过电场,求:

1)金属板AB的长度.

2)电子穿出电场时的动能.

 

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研究灯泡L(3.8V,0.5A)的伏安特性,并测出该灯泡在额定电压下正常工作时的电阻值,检验其标示的准确性。

A.电压表(0~5V,内阻约10kΩ)       B.电压表(0~10V,内阻约20kΩ)

C.电流表(0~0.3A, 约内阻1Ω)      D.电流表(0~0.6A,内阻约0.4Ω)

E.滑动变阻器(5Ω,1A)               F.滑动变阻器(500Ω,0.2A)

(1)实验中电压表应选用__, 电流表应选用__,滑动变阻器应选用__。(用序号字母表示)

(2)选出既满足实验要求,又要减小误差的实验电路图________

(3)在闭合开关S前,滑动变阻器触头应放在___________端。(选填“左”或“右”)

 

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在“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。

下列是某同学做实验时的主要步骤:

A.在桌上放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉将白纸钉在方木板上。

B.用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点,在橡皮条的另一端栓上两条细绳,细绳的另一端系着绳套。

C.用两个弹簧测力计分别勾住绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O,记下____________________________________,读出两弹簧测力计的示数。

D.按选好的标度,用铅笔和刻度尺做出两只弹簧测力计拉力F1F2 的图示,并依据___________平行四边形定则求出合力F。

E.只用一个弹簧测力计,通过细绳套拉橡皮条,使其结点______________________,读出弹簧测力计的示数,记下细绳的方向,按同一标度作出这个力的图示。

F.比较和F的大小和方向,看它们是否相同,得出结论。

(1)请完成实验步骤中的空白之处。

(2)图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是____________________

(3)本实验采用的科学方法是(____________)

A. 理想实验法                B. 等效替代法

C. 控制变量法                D. 建立物理模型法

 

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如图所示,a、b为一条竖直向上的电场线上的两点,一带电小球在a点由静止释放,沿电场线向上运动,到b点恰好速度为零,下列说法中正确的是:(       )

A. 带电质点在a、b两点所受的电场力都是竖直向上的;

B. a点的电势比b点的电势高;

C. 带电质点在a点的电势能比在b点的电势能小;

D. a点的电场强度比b点的电场强度大。

 

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