通过科学实践,人们建立起了各种能量的概念,总结出了一些能量守恒的规律.势能是一种由于各物体间存在相互作用而具有的、由各物体间相对位置决定的能量,如我们学过的重力势能和电势能就是典型代表.
(1)如图所示,光滑直导轨AB和BC在底部B处平滑连接,形成凹槽结构,导轨的A、C两端在同一水平面上,B到AC水平面距离为H.有一质量为m的小球(可视为质点)从B处以初速度v0(v0<)沿轨道向上运动,能使小球在凹槽轨道上一定范围内来回运动.已知重力加速度为g,以A、C两点所在水平面为零势能参考面,求小球在底部B处的机械能E机.
(2)静电场方向平行于x轴,其电势φ随x的分布可简化为如图所示的折线,图中φ0和 d为已知量.一带负电粒子在电场中x轴上处,由静止开始,在电场力作用下沿x 轴做往复运动.已知该粒子质量为m、电荷量为-q,忽略重力.求:
a.粒子在x=0处的动能与电势能之和;
b.从静止开始,粒子第一次返回到处所用时间T.
如图所示,两平行金属板间距为d,电势差为U,板间电场可视为匀强电场;金属板上方有一磁感应强度为B的匀强磁场.电荷量为+q、质量为m的粒子,由静止开始从正极板出发,经电场加速后射出,从M点进入磁场后做匀速圆周运动,从N点离开磁场.忽略重力的影响.
(1)求匀强电场场强E的大小;
(2)求粒子从电场射出时速度ν的大小;
(3)求M、N两点间距L的大小;保持粒子不变,请你说出一种增大间距L的方法.
如图所示的电路中,电源电动势E=12 V,内阻r=0.5 Ω,电动机的电阻R0=1.0 Ω,电阻R1=2.0Ω。电动机正常工作时,电压表的示数U1=4.0 V,求:
(1)流过电动机的电流;
(2)电动机输出的机械功率;
(3)电源的工作效率。
在如图所示的匀强电场中,沿电场线方向有A、B两点,A、B两点间的距离.若一个电荷量的试探电荷在匀强电场中所受电场力的大小为求:
(1)电场强度的大小E;
(2)A、B两点间的电势差;
(3)将该试探电荷从A点移至B点的过程中,电场力所做的功W.
为了备战2022年北京冬奥会,一名滑雪运动员在倾角θ=30°的山坡滑道上进行训练,运动员及装备的总质量m=70 kg.滑道与水平地面平滑连接,如图所示.他从滑道上由静止开始匀加速下滑,经过t=5s到达坡底,滑下的路程 x=50 m.滑雪运动员到达坡底后又在水平面上滑行了一段距离后静止.运动员视为质点,重力加速度g=10m/s2,求:
(1)滑雪运动员沿山坡下滑时的加速度大小a;
(2)滑雪运动员沿山坡下滑过程中受到的阻力大小f;
(3)滑雪运动员在全过程中克服阻力做的功Wf.
利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻,要求尽量减小实验误差:
(1)如图所示,应该选择的实验电路图是_____(选填“a”或“b”)。
(2)现有电流表(0~0.6A)、开关和导线若干,以及以下器材:
A.电压表(0~15V) B.电压表(0~3V)
C.滑动变阻器(0~30Ω) D.滑动变阻器(0~500Ω)
实验时,电压表应选用_____,滑动变阻器应选用_____。
(3)某同学记录的六组数据见下表,其中五组数据的对应点已经标在图中的坐标纸上,请标出第2组数据的对应点,并画出U-I图像。
(_______)
序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
电压U/V | 1.45 | 1.40 | 1.30 | 1.25 | 1.20 | 1.10 |
电流I/A | 0.06 | 0.12 | 0.24 | 0.26 | 0.36 | 0.48 |
(4)由图像可得:该电池的电动势E=__V,内阻r=_____Ω(小数点后保留2位数字)。