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如图所示,在水平向右的匀强电场中,一根不可伸长的细线一端固定于O点,另一端悬挂一...

如图所示,在水平向右的匀强电场中,一根不可伸长的细线一端固定于O点,另一端悬挂一质量为m的带正电的小球。现将小球向右拉至与悬点O等高的A点,由静止释放。小球向左最远能摆到与竖直方向夹角为θB点。已知小球所带的电荷量为q0,细线的长度为L

1)求小球从A点摆到B点的过程中重力所做的功W

2)求AB两点的电势差UAB及场强的大小E

3)电势差的定义方式有两种:

第一种是指电场中两点间电势的差值,即,式中φCφD分别为电场中CD两点的电势;

第二种是利用比值法定义,即,式中q为检验电荷的电荷量,WCD为检验电荷在电场中从C点移动到D点过程中电场力所做的功。请你证明这两种定义方式的统一性。

 

(1) (2), (3)见解析 【解析】 (1)小球从A到B的过程中下降的高度为 重力对小球做的功 可得 (2)小球从A到B的过程中,由动能定理有 解得 根据匀强电场有 解得 (3)设试探电荷在C点的电势能为,在D点的电势能为,则试探电荷从C运动到D的过程中,根据电场力做功与电势能变化的关系有 ① 根据电势的定义式有 ② ③ 联立①②③式可得 即 所以 可见两种定义方式是统一性的。  
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考点分析:
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质谱仪是分析同位素的重要工具,其原理简图如图所示。容器A 中有电荷量均为+q、质量不同的两种粒子,它们从小孔S1不断飘入电压为U 的加速电场(不计粒子的初速度),并沿直线从小孔S2S1S2连线与磁场边界垂直)进入磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向外的匀强磁场,最后打在照相底片D上,形成ab两条“质谱线”。已知打在a处粒子的质量为m。不计粒子重力及粒子间的相互作用。

1)求打在a处的粒子刚进入磁场时的速率v

2)求S2a 处的距离xa

3)若S2b处的距离为xb,且xb=,求打在b处粒子的质量mb(用m表示)。

 

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某班物理实验课上,同学们用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”。可拆变压器如图甲、乙所示.

(1)下列说法正确的是_______

A.为确保实验安全,实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数

B.变压器的原线圈接低压交流电,测量副线圈电压时应当用多用电表的“直流电压挡”

C.可以先保持原线圈电压、匝数不变,改变副线圈的匝数,研究副线圈匝数对副线圈电压的影响

D.测量副线圈电压时,先用最大量程试测,大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量

E变压器开始正常工作后,铁芯导电,把电能由原线圈输送到副线圈

F变压器开始正常工作后,若不计各种损耗,在原线圈上将电能转化成磁场能,在副线圈上将磁场能转化成电能,铁芯起到“传递”磁场能的作用

(2)如图丙所示,某同学自己绕制了两个线圈套在可拆变压器的铁芯上。原线圈接学生电源的交流输出端,副线圈接小灯泡。下列说法正确的是___________

A.与变压器未通电时相比较,此时若将可拆变压器上端的横条铁芯取下将更费力

B.若仅增加原线圈绕制的圈数,小灯泡的亮度将保持不变

C.若仅增加副线圈绕制的圈数,学生电源的过载指示灯可能会亮起

(3)理想变压器是一种理想化模型。请分析说明该模型应忽略哪些次要因素________;并证明:理想变压器原、副线圈的电压之比,等于两个线圈的匝数之比,即.

 

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在“测定金属的电阻率”的实验中,所用测量仪器均已校准。

(1)用刻度尺和螺旋测微器分别测量金属丝的长度和直径,某次测量结果如图所示,在此次测量中该金属丝的长度为___________cm,直径为___________mm

(2)已知待测金属丝的电阻值Rx约为。可供选择的器材有:

电源E:电动势3V,内阻约

电流表A1:量程00.6A,内阻约0.125Ω

电流表A2:量程03A,内阻约0.025Ω

电压表V1:量程03V,内阻约3kΩ

电压表V2:量程015V,内阻约15kΩ

滑动变阻器R1:最大阻值,允许最大电流2A

滑动变阻器R2:最大阻值1000Ω,允许最大电流0.6A

开关一个,导线若干。

在上述器材中,应该选用的电流表是______,应该选用的电压表是______。若想尽量多测几组数据,应该选用的滑动变阻器是______(填写仪器的字母代号)。

3)用所选的器材,在答题纸对应的方框中画出电路图__________

4)关于本实验的误差,下列说法正确的是________

A.对金属丝的直径多次测量求平均值,可消除误差

B.由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差

C.利用电流I随电压U的变化图线求Rx可减小偶然误差

 

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物理课上老师做了这样一个实验,将一平整且厚度均匀的铜板固定在绝缘支架上,将一质量为m的永磁体放置在铜板的上端,t=0时刻给永磁体一沿斜面向下的瞬时冲量,永磁体将沿斜面向下运动,如图甲所示。若永磁体下滑过程中所受的摩擦力f大小不变,且(式中θ为铜板与水平面的夹角)。取地面为重力势能的零势面。则图乙中关于永磁体下滑过程中速率v、动能Ek、重力势能Ep、机械能E随时间t变化的图像一定错误的是

A.

B.

C.

D.

 

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小红将量程为00.6A的电流表(表盘刻度共有30个小格),按照图示电路改装成较大量程的安培表,其中R1R2阻值相等,都等于改装前电流表内阻的。则

A.12接入电路时,安培表每一小格表示0.12A

B.12接入电路时,安培表每一小格表示0.08A

C.13接入电路时,安培表每一小格表示0.12A

D.13接入电路时,安培表每一小格表示0.08A

 

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