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如图,在竖直平面内有水平方向的匀强电场,一半径为的光滑圆弧轨道和水平轨道在点相切...

如图,在竖直平面内有水平方向的匀强电场,一半径为的光滑圆弧轨道和水平轨道点相切,为圆弧轨道的直径,为圆心,之间的夹角)。一质量为m、电荷量为的带正电小球从点以一定初速度向右运动,经点沿圆弧轨道通过点时所受合力的方向指向圆心,且此时小球对轨道的压力恰好为零。重力加速度大小为,在整个过程中小球的电荷量不变。求:

(1)匀强电场的大小和方向;

(2)小球到达点时对圆弧轨道压力大小;

(3)若小球在点仍以向右运动,到达点时,仅改变圆弧半径为,且仍与点相切,使小球恰能沿原轨道返回,求值。

 

(1)匀强电场的大小是,方向向右;(2)小球到达点时对圆弧轨道压力大小是;(3)值为。 【解析】 (1)小球在点时受力分析如图所示,方向指向圆心,则 解得: 其方向向右; (2)等效重力 在点时由牛顿第二定律得: 从到,由动能定理得: 在点时,由牛顿第二定律得: 由牛顿第三定律得: 解得: ; (3)在等效场中,当小球运动到与等高点时速度为零,小球恰能沿原轨道返回。由动能定理得: 解得: 。  
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如图所示,在倾角的斜面上,固定一宽的平行金属导轨,在导轨上端接入电源和滑动变阻器,电源电动势,内阻,一质量的金属棒与两导轨垂直并接触良好。整个装置处于磁感应强度大小、方向垂直于斜面向上的匀强磁场中。金属棒与导轨间动摩擦因数,取最大静摩擦力等于滑动摩擦力,,调节滑动变阻器使金属棒在导轨上保持静止,导轨与金属棒的电阻不计。求:

(1)滑动变阻器接入电路中的阻值范围;

(2)满足题中要求条件下,滑动变阻器的最大功率。

 

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某静电场的方向平行于轴,其电势的分布如图所示。一质量、电荷量的带负电粒子(不计重力)点由静止开始,仅在电场力作用下在轴上往返运动。求:

(1)粒子运动的最大速度;

(2)粒子运动的周期。

 

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某同学在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中,备有下列器材:

A.待测的干电池(电动势约为,内阻小于

B.电流表(量程,内阻

C.电流表(量程,内阻约为

D.滑动变阻器(阻值范围,额定电流

E.滑动变阻器(阻值范围,额定电流

F.电阻箱(阻值范围

G.开关和导线若干

(1)某同学发现上述器材中虽然没有电压表,但给出了两个电流表,于是他设计了如图所示的四个参考实验电路,并计划用图象法处理实验数据,其中最合理的是图________所示的电路;在该电路中,为了操作方便且能准确地进行测量,滑动变阻器应选________(填写器材前的字母代号);

(2)该同学选出合理的实验电路后,把与串联的电流表当作量程为的电压表使用,需要将电阻箱的阻值调至____

(3)下图为该同学利用(1)中选出的合理的实验电路测出的数据绘出的图线(为电流表的示数,为电流表的示数,(2)中所调电阻箱的数值),则被测干电池的电动势__,内阻____,其中内阻测量值___(填“等于”、“大于”、“小于”)。(结果保留2位小数)

 

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某同学测量一电阻的电阻率。实验操作如下:

(1)分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量该电阻的长度和直径,某次测量的示数如图甲和乙所示,长度为___________,直径为________

(2)利用下列器材设计一个电路,尽量准确地测量该待测电阻的阻值,待测电阻的阻值约为,在方框中画出实验电路图_______,并标明器材代号。

电源(电动势,内阻约为

电压表(量程,内阻

电压表(量程,内阻约为

滑动变阻器(最大阻值,额定电流

开关及导线若干。

 

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如图所示,竖直平面内的坐标系中,轴上固定一个带正电的点电荷y轴上固定一根光滑绝缘细杆(细杆的下端刚好在坐标原点处),将一个重力不计的带电圆环(可视为质点)套在杆上,从处由静止释放,圆环从处离开细杆后恰好绕点电荷Q做匀速圆周运动,则下列说法中正确的是(令无穷远处电势为零,真空中距正点电荷Q距离为处电势)(  )

A.圆环沿细杆从运动到的过程中,加速度一定一直减小

B.圆环沿细杆从运动到的过程中,速度一定一直增大

C.若只增大圆环所带的电荷量,带电圆环仍从处由静止释放,圆环离开细杆后仍能绕点电荷做匀速圆周运动

D.若只减小点电荷所带的电荷量,带电圆环仍从处由静止释放,圆环离开细杆后仍能绕点电荷做匀速圆周运动

 

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