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如图所示,带等量异种电荷的两平行金属板竖直放置(M板带正电,N板带负电),板间距...

如图所示,带等量异种电荷的两平行金属板竖直放置(M板带正电,N板带负电),板间距为d=80cm,板长为L,板间电压为U=100V。两极板上边缘连线的中点处有一用水平轻质绝缘细线拴接的完全相同的小球AB组成的装置Q,在外力作用下Q处于静止状态,该装置中两球之间有一处于压缩状态的绝缘轻质小弹簧(球与弹簧不拴接),左边A球带正电,电荷量为q=4×10-5C,右边B球不带电,两球质量均为m=1.0×10-3kg,某时刻装置Q中细线突然断裂,AB两球立即同时获得大小相等、方向相反的速度(弹簧恢复原长)。若AB之间弹簧被压缩时所具有的弹性能为1.0×10-3J,小球AB均可视为质点,Q装置中弹簧的长度不计,小球带电不影响板间匀强电场,不计空气阻力,取g=10m/s2

求:(1)为使小球不与金属板相碰,金属板长度L应满足什么条件?

(2)当小球B飞离电场恰好不与金属板相碰时,小球A飞离电场时的动能是多大?

(3)从两小球弹开进入电场开始,到两小球间水平距离为30cm时,小球A的电势能增加了多少?

 

(1) L<0.8m; (2)8.5×10-2J; (3) 5×10-4J 【解析】 (1)两小球与弹簧系统机械能守恒,弹簧的弹性势能,转化为两个小球的动能 小球获得的初速度 A球带正电,A球在水平方向做匀减速运动,B球不带电,B在水平方向做匀速运动,所以是B先碰到极板。 B向右做平抛运动,由得飞行时间 竖直方向的位移 为使小球不与金属板相碰,金属板的长度应满足L<0.8m。 (2)水平方向:A球向左做匀减速运动,加速度 A球飞离电场时的水平速度 竖直方向:A球向下做自由落体运动,竖直速度 A球离开电场时的动能 (3)两小球进入电场后,竖直方向都做自由落体运动,因此两小球在运动的过程中始终位于同一水平线上。当两球间的距离为x=30cm时 整理得 解得 或(不合理,舍去) 此时,A球水平位移 根据功能关系可知,A球增加的电势能等于克服电场力做功,即  
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考点分析:
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如图所示,一根柔软的细绳跨过轻质定滑轮,绳的一端连接物体,另一端通过一轻质弹簧与物体连接,物体静止在地面上。物体从高处由静止下落,当下落高度时,绳刚好被拉直。然后又下落的高度,恰好能到达地面,此时物体对地面的压力恰好减为0。重力加速度为,弹簧的弹性势能与其劲度系数成正比,不计摩擦和空气阻力。求:

(1)绳刚被拉直时,物体下落的时间;

(2)物体的质量之比。

 

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图中虚线框内存在一沿水平方向且与纸面垂直的匀强磁场现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力来测量磁场的磁感应强度大小并判定其方向所用部分器材已在图中给出其中D为位于纸面内的U形金属框其底边水平两侧边竖直且等长;E为直流电源;R为电阻箱为电流表;S为开关此外还有细沙天平米尺和若干轻质导线

(1)在图中画线连接成实验电路图________

(2)完成下列主要实验步骤中的填空:

①按图接线.

②保持开关S断开,在托盘内加入适量细沙,使D处于平衡状态;然后用天平称出细沙质量m1

③闭合开关S,调节R的值使电流大小适当,在托盘内重新加入适量细沙,使D________;然后读出________,并用天平称出________

④用米尺测量________

(3)用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小,可以得出B________

(4)判定磁感应强度方向的方法是:若________,磁感应强度方向垂直纸面向外;反之,磁感应强度方向垂直纸面向里.

 

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用图(a)所示的实验装置,探究小车匀加速运动的加速度与其质量及所受拉力的关系。实验所用交变电流的频率为

(1)保持沙桶及沙的总质量不变,改变小车上砝码的质量,分别做了5次实验。在图(b)所示的坐标系中标出了相应的实验数据。

(2)再进行第6次实验,测得小车及砝码总质量为,实验得到图(c)所示的纸带。纸带上相邻计数点之间还有4个点未画出,由纸带数据计算加速度为__________。(保留3位有效数字)

(3)请把第6次实验的数据标在图(b)所示的坐标系中,并作出实验的图像________

 

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如图所示,在匀强磁场中有一矩形,场强方向平行于该矩形平面。已知。各点的电势分别为。电子电荷量的大小为。则下列表述正确的是(  )

A.电场强度的大小为

B.点的电势为

C.电子在点的电势能比在点低

D.电子从点运动到点,电场力做功为

 

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如图所示,在磁感应强度为的匀强磁场中,为一个与磁场方向垂直、长度为的金属杆,已知两点与磁场中以为圆心的同心圆(均为部分圆弧)金属轨道始终接触良好。一电容为的电容器连接在金属轨道上。当金属杆在与磁场垂直的平面内以为轴,以角速度顺时针匀速转动且电路稳定时,下列说法正确的是(  )

A.四点比较,点电势最高

B.电势差

C.电势差

D.电容器所带电荷量为

 

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