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如图所示,在沿水平方向的匀强电场中,有一长度l=0. 5m的绝缘轻绳上端固定在O...

如图所示,在沿水平方向的匀强电场中,有一长度l=0. 5m的绝缘轻绳上端固定在O点,下端系一质量kg、带电量C的小球(小球的大小可以忽略)在位置B点处于静止状态,此时轻绳与竖直方向的夹角α=37°,空气阻力不计,sin37°=0. 6cos37°=0. 8g=10m/s2.

1)求该电场场强大小;

2)在始终垂直于轻绳的外力作用下将小球从B位置缓慢拉动到细绳竖直位置的A点,求外力对带电小球做的功;

3)过B点做一等势面交电场线于C点(C点未画出),使轻绳与竖直方向的夹角增大少许(不超过),再由静止释放,求小球从C点第一次运动到B点的时间,并写出分析求解过程.

 

(1) (2) (3) 【解析】 (1)带电小球静止,受到合力等于零,电场力与重力的关系是: ,即 代入数值计算得电场场强大小: (2)小球在外力作用下从B位置缓慢移动到A位置过程中,根据动能定理有: 所以 代入数值解得电场场强大小: (3)分析受力可知:小球在运动过程中,重力和电场力的合力为恒力,大小为 类比研究单摆的方法可知,小球的运动与单摆类似,回复力由上述合力沿圆周切向的分力提供。因为从C到B的角度θ很小,进一步可知回复力与相对平衡位置的位移大小成正比、方向相反,故小球的运动为简谐运动。 小球的运动可等效为在某个场强大小为,方向与竖直方向成α角斜向右下的场中做简谐运动,其周期为 故从C到B最短的时间  
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考点分析:
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将带电量为C的正电荷从电场中的A点移到B点,电场力做了J的功,再从B移到C,电场力做了的功,则:

1)该电荷从A移到C的过程中,电势能的变化量为多少?

2)若规定B点的电势为0,则A点和C点的电势分别为多少?

3)若将一带电量为C的负点电荷,从A点移到C点,电场力做功为多少?

 

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测定金属的电阻率的实验中,小强同学先用多用电表粗测了一段粗细均匀的电阻丝的阻值(约为5),随后将其固定在带有刻度尺的木板上,准备进一步精确测量其电阻.

(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图所示,其读数应为___________mm.

(2)现有电源(电动势E3. 0V,内阻不计)、开关和导线若干,以及下列器材:

A. 电流表(量程03A,内阻约0. 025

B. 电流表(量程00. 6A,内阻约0. 125

C. 电压表(量程03V,内阻约3k

D. 滑动变阻器(020,额定电流2A

E. 滑动变阻器(0100,额定电流1A

①为减小误差,且便于操作,在实验中电流表应选___________,滑动变阻器应选___________(选填器材前的字母).

②如图甲所示,是测量该电阻丝实验器材的实物图,图中已连接了部分导线,还有两根导线没有连接,请补充完整___________.

③在甲图中,在开关闭合前,滑动变阻器的滑片应当调到最_________(选填端),闭合开关后,在实验中电压表读数的最小值___________(选填大于零等于零.

④按照上述步骤②正确连接电路的前提下,若不计实验中的偶然误差,则下列说法正确的是___________.

A. 电阻测量值偏大,产生系统误差的主要原因是电流表分压

B. 电阻测量值偏小,产生系统误差的主要原因是电压表分流

C. 若已知电压表的内阻,可计算出待测电阻的真实值

D. 若已知电流表的内阻,可计算出待测电阻的真实值

⑤小鹏同学仍用上述电源也设计了一个实验,电路如图乙所示,R为保护电阻,已测出电阻丝的横截面积为S,用一个带有接线柱的小金属夹沿电阻丝滑动,可改变接入电路中电阻丝的长度L,实验中记录了几组不同长度L对应的电流I. 他准备利用图象法处理数据来计算该电阻丝的电阻率.

请分析说明小鹏同学应该做出怎样的线性函数图象,并定性画出该图象,请进一步指出在本实验中电流表的内阻对该电阻丝电阻率的测量结果有无影响__________.

 

 

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用图甲所示电路测量一个蓄电池的电动势和内电阻. 内电阻很小,除蓄电池开关、导线外,可供使用的器材还有:

A. 电压表(量程3V

B. 电流表(量程0. 6A

C. 定值电阻(阻值3,额定功率4W

D. 滑动变阻器R(阻值范围05,额定电流为2A

(1)E的测量值比真实值偏小的原因是___________(选填选项前的字母)造成的.

A. 电压表分流                    B. 电流表分压

(2)根据实验数据做出U-I图象,如图乙所示,蓄电池的电动势E=________V,内电阻r=___________. (结果保留两位有效数字)

 

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某同学按如图1所示连接电路,利用电流传感器研究电容器的放电过程。先使开关S1,电容器充电完毕后将开关掷向2,可视为理想电流表的电流传感器将电流信息传入计算机,屏幕上显示出电流随时间变化的I-t曲线,如图2所示。定值电阻R已知,且从图中可读出最大放电电流I0,以及图线与坐标轴围成的面积S,但电源电动势、内电阻、电容器的电容均未知,根据题目所给的信息,下列物理量不能求出的是(   

A.电容器放出的总电荷量 B.电阻R两端的最大电压

C.电容器的电容 D.电源的内电阻

 

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如图所示,直线A为电源的UI图线,直线BC分别为电阻R1R2UI图线,用该电源分别与R1R2组成闭合电路时,电源的输出功率分别为P1P2,电源的效率分别为η1η2,则(  )

A.P1>P2 B.P1P2

C.η1>η2 D.η1<η2

 

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