如图所示为一组未知方向的匀强电场的电场线,将1×10-6C 的负电荷由A点沿水平线移至B点,电场力做了4×10-6J的功,A、B间的距离为2cm。
请问:(1)A、B两点间的电势差多大?
(2)匀强电场场强多大?方向如何?
(3)若B点电势为1V,A点电势为多少?
采用让重物自由下落的方法验证机械能守恒定律,实验装置如图所示。现有的器材为:带铁夹的铁架台、电火花打点计时器、纸带、重锤。
(1)为完成此实验,除了所给的器材,还需要的器材有(多选) 。
A.天平 B.秒表 C.刻度尺 D.220V交流电源
(2)需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h。某班同学利用实验得到的纸带,设计了以下四种测量方案:
A.用刻度尺测出物体下落的高度h,并测出下落时间t,通过v=gt计算出瞬时速度v。
B.用刻度尺测出物体下落的高度h,并通过计算出瞬时速度v。
C.根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,计算出瞬时速度v,并通过计算出高度h。
D.用刻度尺测出物体下落的高度h,根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,计算出瞬时速度v。
以上方案中只有一种正确,正确的是 。(填入相应的字母)
(3)甲同学从打出的纸带中选出一条理想的纸带,如图所示。选取纸带上连续打出的5个点A、B、C、D、E,测出A点与起始点O的距离为s0,点A、C间的距离为s1,点C、E间的距离为s2。已知重锤的质量为m,打点计时器所接交流电的频率为f,当地的重力加速度为g。从起始点O开始到打下C点的过程中,重锤重力势能的减小量为△EP= ,重锤动能的增加量为△EK= 。在误差充许的范围内,如果△EP=△EK,则可验证机械能守恒。
(4)乙同学经正确操作得到打点纸带,在纸带后段每两个计时间隔取一个计数点,依次为1、2、3、4、5、6、7,测量各计数点到起始点的距离h,并正确求出打相应点时的速度v。各计数点对应的数据见下表:
计数点 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
h/m | 0.124 | 0.194 | 0.279 | 0.380 | 0.497 | 0.630 | 0.777 |
v/(m·s-1) |
| 1.94 | 2.33 | 2.73 | 3.13 | 3.50 |
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v2/(m2·s-2) |
| 3.76 | 5.43 | 7.45 | 9.80 | 12.25 |
|
他在如图所示的坐标中,描点作出v2-h图线。由图线可知,重锤下落的加速度g′=________ m/s2(保留三位有效数字);若当地的重力加速度g=9.80 m/s2,如果在误差允许的范围内g′=________,则可验证机械能守恒。
如图所示,半圆槽光滑、绝缘、固定,圆心是O,最低点是P,直径MN水平,a、b是两个完全相同的带正电小球(视为点电荷),b固定在M点,a从N点静止释放,沿半圆槽运动经过P点到达某点Q(图中未画出)时速度为零。则小球a( )
A.从N到Q的过程中,重力与库仑力的合力先增大后减小
B.从N到P的过程中,速率先增大后减小
C.从P到Q的过程中,动能减少量小于电势能增加量
D.从N到Q的过程中,电势能一直增加
如图所示,质量为m的小球套在倾斜放置的固定光滑杆上,一根轻质弹簧一端固定于O点,另一端与小球相连,弹簧与杆在同一竖直平面内。现将小球沿杆拉到使弹簧处于水平位置时由静止释放,小球沿杆下滑,当弹簧位于竖直位置时,小球速度恰好为零,此时小球下降的竖直高度为h。若全过程中弹簧始终处于伸长状态且处于弹性限度范围内,则下列说法正确的是( )
A.弹簧与杆垂直时,小球速度最大
B.弹簧与杆垂直时,小球的动能与重力势能之和最大
C.小球下滑至最低点的过程中,弹簧的弹性势能增加量小于mgh
D.小球下滑至最低点的过程中,弹簧的弹性势能增加量等于mgh
如图所示,在粗糙、绝缘且足够大的水平面上固定着一个带负电荷的点电荷Q。将一个质量为m,带电量为q的小金属块(金属块可以看成质点)放在水平面上并由静止释放,金属块将在水平面上沿远离Q的方向开始运动。则在金属块运动的整个过程中( )
A.电场力对金属块做的功等于金属块增加的机械能
B.金属块的电势能先减小后增大
C.金属块的加速度一直减小
D.电场对金属块所做的功一定等于摩擦产生的热
一个质量为m的带电小球,在匀强电场中以水平速度抛出,如图,小球运动的加速度方向竖直向下,大小为,若小球在竖直方向下落H高度时(忽略空气阻力)( )
A.小球的动能增加了mgH
B.小球的机械能减小了mgH
C.小球的电势能增加了mgH
D.小球的重力势能减少了mgH