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如图所示,长度为L的绝缘细线将质量为m、电荷量为q的带正电小球悬挂于O点,整个空...

如图所示,长度为L的绝缘细线将质量为m、电荷量为q的带正电小球悬挂于O点,整个空间存在水平向右、电场强度大小为(其中g为重力加速度)的匀强电场,小球可视为质点。

(1)若将小球在A点由静止释放,求细线摆起的最大角度;

(2)若小球在最低点A获得一水平向右速度,为使小球运动过程中细线不松弛,求该速度大小应满足的条件。

 

(1)120°;(2)或 【解析】 (1)若将小球在A点静止释放,细线摆起的最大角度为,此过程由动能定理得 解得,所以 (2)小球所受重力电场力的合力大小为 与水平方向的夹角为,则有 解得 如果小球获得水平速度v1后刚好能做完整的圆周运动,在速度最小的位置B(如图1)满足 小球从A点运动到B点,由动能定理得 联立解得 如果小球获得水平速度v2后来回摆动,则小球刚好能到达C点或D点(如图2),则小球从A点运动到C点,由动能定理得 或小球从A点运动到D点,由动能定理得 联立解得 综上可得或,细线均不会松弛。  
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考点分析:
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某小组做描绘小灯泡伏安特性曲线的实验,可供选用的器材如下:

①小灯泡L(标有“3.8V2W”)

②电流表A(量程0~06A,内阻约为0.5

③电压表V(量程0~l5V,内阻约为20k

④滑动变阻器R(阻值范围0~5

⑤电源E(电动势为4.5V,内阻约为1

⑥开关S及导线若干

(1)某同学设计了如图甲所示的电路进行测量,请将图乙中的实物图补充完整________

(2)某同学在实验中发现,由于电压表的量程较大而造成读数误差很大,因而影响了测量结果。于是又从实验室找来一量程、内阻Rg=5000的灵敏电流计,把该灵敏电流计改装成量程为5V的电压表,则需串联一个阻值为____________Ω的电阻。

(3)某同学用改装后的电压表进行实验,得到电流表读数I1和灵敏电流计读数I2,如下表所示。请在图丙中的坐标纸上画出图线_________

I1A

0

0.20

0.31

0.38

0.43

0.46

0.49

0.50

……

I2A

0

10

20

30

40

50

60

70

……

 

(4)若将该小灯泡接在如图丁所示的电路中,已知电源的电动势,内阻r=1.5,定值电阻R0=2.5,则小灯泡消耗的电功率约为__________W(结果保留两位有效数字)。

 

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某实验小组“探究小车加速度与所受合外力关系”的实验装置如图甲所示,长木板放置在水平桌面上,拉力传感器固定在小车上。他们多次改变钩码的个数,记录拉力传感器的读数F,并利用纸带数据求出加速度a

(1)该实验______(选填“需要”或“不需要”)满足钩码总质量远小于小车和传感器的总质量。

(2)如图乙所示为实验中得到的一条纸带,两计数点间还有四个点未画出,已知交流电频率为50Hz,可求出小车的加速度大小为_________m/s2(结果保留三位有效数字)。

(3)以力传感器的示数F为横坐标,加速度a为纵坐标,画出的图象如图丙所示,其中横轴截距为F0,求得图线的斜率为k,若传感器的质量为m0,则小车的质量为_________

 

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如图,MNPQ是固定在水平面上电阻不计的平行金属导轨,其间距为L,导轨弯曲部分光滑,水平部分粗糙,右端接一个阻值为R的定值电阻。水平部分导轨区域存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、电阻也为R的金属棒从高为h处由静止释放,在水平导轨上运动距离d时恰好停止。己知金属棒与导轨水平部分间的动摩擦因数为,金属棒与导轨间接触良好,重力加速度为g。下列说法正确的是(  )

A.金属棒克服安培力做功等于金属棒产生的焦耳热

B.金属棒克服安培力做功与克服摩擦力做功的和为mgh

C.金属棒产生的焦耳热为

D.金属棒在电场中运动的时间为

 

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如图所示,倾角为30°的斜面体固定在水平地面上,斜面底端正上方某高度处有一小球以水平速度v0抛出,恰好垂直打在斜面上,已知重力加速度为g,不计空气阻力。下列说法正确的是(  )

A.小球从抛出到落在斜面上的运动时间为

B.小球从抛出到落在斜面上的运动时间为

C.小球抛出时距斜面底端的高度为

D.小球抛出时距斜面底端的高度为

 

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如图所示,质量分别为6m2mAB两木板叠放在水平桌面上,木板B与桌面间的动摩擦因数为,木板A与木板B间的动摩擦因数为,木板A和木板B的加速度大小分别用a1a2表示,木板A与木板B间的摩擦力大小用f1表示,木板B与桌面间的摩擦力大小用f2表示,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,已知重力加速度为g。当水平力F作用在木板A上时,下列反映a1a2f1f2随拉力F变化的图线可能正确的是(  )

A. B.

C. D.

 

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