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如图所示,A、B是位于竖直平面内、半径R=0.5m的圆弧形的光滑绝缘轨道,其下端...

如图所示,AB是位于竖直平面内、半径R=0.5m圆弧形的光滑绝缘轨道,其下端点B与水平绝缘轨道平滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场中,电场强度E=1×104N/C.今有一质量为m=0.1kg、带电荷量+q=7.5×105C的小滑块(可视为质点)A点由静止释放.若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.05,取g=10m/s2,求:

 

1小滑块第一次经过圆弧形轨道最低点B时对B点的压力.

2小滑块在水平轨道上通过的总路程.

3判定小滑块最终能否停止运动,如能:计算其最终位置予以表述;如不能:定性判定其最终运动状态。(可能用到的三角函数:tan37°=0.75

 

(1)1.5N(2)2.5m(3)滑块将以与和圆心与竖直平面的夹角为37°的一点为中心来回做往复运动 【解析】(1)、设滑块在B点速度为v,对滑块从A到B的过程应用动能定理 设滑块在B点对B点压力为F,轨道对滑块支持力为F′,由牛顿第三定律得,两力大小满足 对滑块由牛顿第二定律得 得 由牛顿第三定律可知压力为1.5N; (2)、由于滑块在水平面上的滑动摩擦力 故滑块最终将会不会静止在水平轨道上;又由于圆弧轨道是光滑的,滑块在圆弧轨道上也不会静止;当滑块到达B的速度恰好等于0时,滑块在水平面内的路程最大: 设滑块在水平轨道上通过的总路程为s,对全程应用动能定理得 得 (3)、由(2)的分析可得,滑块在水平轨道和圆弧轨道上都不会静止,滑块将以某一点为中心来回做往复运动;设其平衡位置和圆心与竖直平面的夹角为θ,则 所以θ=37° 即:滑块将以与和圆心与竖直平面的夹角为37°的一点为中心来回做往复运动。  
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如图甲所示,足够长的光滑U形导轨处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,其宽度L =1m,所在平面与水平面的夹角为=53o,上端连接一个阻值为R=0.40Ω的电阻.今有一质量为m=0.05kg、有效电阻为r=0.30Ω的金属杆ab沿框架由静止下滑,并与两导轨始终保持垂直且良好接触,其沿着导轨的下滑距离x与时间t的关系如图乙所示,图象中的OA段为曲线,AB段为直线,导轨电阻不计,g=10m/s2(忽略ab棒运动过程中对原磁场的影响),试求:

1)磁感应强度B的大小;

2)金属杆ab在开始运动的1.5s内,,通过电阻R的电荷量;

3)金属棒ab在开始运动的1.5s内,电阻R上产生的热量。

 

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有一个表头,其满偏电流Ig=1mA,内阻Rg=500Ω.求:

1)如何将该表头改装成量程U=3V的电压表?

2)如何将该表头改装成量程I=0.6A的电流表?

 

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二极管(LED)是一种节能、环保的元器件,被广泛应用到显示器、照明等各领域。某兴趣小组为探究工作电压是“1.4~4V”最大正向直流电源是“5~20mA”的LED管的曲线,设计了如图所示的实验电路。实验室备有以下器材:

电流表:量程0~50mA,内阻约为50Ω

电流表:量程0~200mA,内阻约为10Ω

电压表V:量程0~5V,内阻约为10kΩ

滑动变阻器R1:阻值范围0~15Ω,允许最大电流1A

滑动变阻器R2:阻值范围0~1kΩ,允许最大电流100mA

直流电源E:输出电压6V,内阻不计,开关(S)、导线若干。

(1)为了提高实验结果的准确性,电流表应选择_______;滑动变阻器应选用_______(以上填器材代号);

(2)实验小组根据实验得到数据描点绘出如图所示IU图象。发光二极管(LED)的效率η与通过二极管的电流I的关系曲线如图所示。其中发光二极管的效率η是指辐射的全部光功率P与供给发光二极管的电功率比值。则发光二极管效率达最大时其电阻_______Ω,辐射的光功率_______W。(保留3位有效数字)

 

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如图所示,用该实验研究闭合电路的欧姆定律,开关闭合前滑动变阻器R的滑片滑到_______(填“左侧”或“右侧”),根据实验测得的几组IU数据作出图象如图所示,由图象可确定:该电源的电动势为_______V,电源的内电阻为_______Ω(结果保留到小数点后两位),所得内阻的测量值与真实值相比_______(填“偏大”、“偏小”或“相等”)。

 

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如图所示,在x0y0的真空中有方向垂直于xoy平面向里的匀强磁场,磁感应强度的大小为B.现有一质量为m、电荷量大小为q的带电粒子,从x轴上的某点P沿着与x轴成30°角的方向以任意大小的速度v射入磁场。不计粒子重力,则下列说法中正确的是(  )

A.只要粒子的速度大小合适,粒子就可能通过坐标原点

B.粒子在磁场中运动所经历的时间可能为

C.粒子在磁场中运动所经历的时间可能为

D.粒子在磁场中运动所经历的时间可能为

 

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