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如图所示,在方向竖直向上、大小为E=1×106V/m的匀强电场中,固定一个穿有A...

如图所示,在方向竖直向上、大小为E=1×106V/m的匀强电场中,固定一个穿有AB两个小球(均视为质点)的光滑绝缘圆环,圆环在竖直平面内,圆心为O、半径为R=0.2m。AB用一根绝缘轻杆相连,A带的电荷量为q=+7×10-7C,B不带电,质量分别为mA=0.01kg、mB=0.08kg。将两小球从圆环上的图示位置(A与圆心O等高,B在圆心O的正下方)由静止释放,两小球开始沿逆时针方向转动。取g=10m/s2

(1)通过计算判断,小球A能否到达圆环的最高点C。

(2)求小球A的最大速度值。(可保留根号)

(3)求小球A从图示位置逆时针转动的过程中,其电势能变化的最大值。

 

(1)A不能到达圆环最高点(2)(3) 【解析】试题分析:设A、B在转动过程中,轻杆对A、B做的功分别为、,对A、B分列动能定理,求出动能之和,结果表明,A在圆环最高点时,系统动能为负值。故A不能到达圆环最高点;设B转过α角时,A、B的速度大小分别为vA、vB,因A、B做圆周运动的半径和角速度均相同,故vA=vB,对A、B分列动能定理,根据数学知识求出最大速度;A、B从图示位置逆时针转动过程中,当两球速度为0时,电场力做功最多,电势能减少最多,在结合数学知识即可解题。 (1)设A、B在转动过程中,轻杆对A、B做的功分别为、,则 设A、B到达圆环最高点的动能分别为、 对A由动能定理: 对B由动能定理: 联立解得: 上式表明,A在圆环最高点时,系统动能为负值。故A不能到达圆环最高点。 (2)设B转过α角时,A、B的速度大小分别为vA、vB,因A、B做圆周运动的半径和角速度均相同,故vA=vB 对A由动能定理: 对B由动能定理: 联立解得: 解得当时,A、B的最大速度均为 (3)A、B从图示位置逆时针转动过程中,当两球速度为0时,电场力做功最多,电势能减少 最多,故得: 解得: (舍去) 故A的电势能减少量: 代入数值得: 点睛:本题主要考查了A、B两个小球在重力和电场的共同作用下的运动,应用动能定理,要分别对每个小球都列动能定理,再结合数学知识解题,过程较复杂。  
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如图,相邻两个匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ,设磁感应强度的大小分别为B1B2。已知磁感应强度方向相反且垂直纸面两个区域的宽度都为d质量为m、电量为+q的粒子由静止开始经电压恒为U的电场加速后,垂直于区域Ⅰ的边界线MN,从A点进入并穿越区域Ⅰ后进入区域Ⅱ,最后恰好不能从边界线PQ穿出区域Ⅱ。不计粒子重力。求

1B1的取值范围;

2B1B2的关系式。

 

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某物理兴趣小组设计了如图甲所示的欧姆表电路,通过控制电键S和调节电阻箱,可使欧姆表具有两种倍率。所用器材如下:

A.干电池:电动势,内阻

B.电流表G:满偏电流,内阻

C.定值电阻

D.电阻箱R2R3:最大阻值均为999.9

E.电阻箱R4:最大阻值为9999

F.电键一个,红、黑表笔各1支,导线若干

(1)该实验小组按图甲正确连接好电路。当电键S断开时,将红、黑表笔短接,调节电阻箱R2=______ ,使电流表达到满偏,此时闭合电路的总电阻叫做欧姆表的内阻R,则R=_________ ,欧姆表的倍率是_________(选填)。

(2)闭合电键S。

第一步:调节电阻箱R2R3,当R2=_________ R3=_________ 时,将红、黑表笔短接,电流表再次满偏;第二步:在红、黑表笔间接入电阻箱R4,调节R4,当电流表指针指向图乙所示的位置时,对应的欧姆表的刻度值为_________

 

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某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。

(1)用游标卡尺测量金属球的直径。图乙为游标卡尺校零时的示数。用该游标卡尺测量小球的直径,其示数为10.00mm,则所测金属球的直径d =__________mm。

(2)用一根不可伸长的轻质细线拴住该金属球,细线的另一端固定在悬点O,在最低点前后放置一组光电门,测得悬点到球心的距离为L。将金属球从最低点拉开θ角,由静止释放金属球,金属球在竖直面(纸面)内摆动,记下金属球第一次通过光电门的时间t,则金属球通过光电门的速度大小为__________;已知重力加速度为g,则验证金属球机械能守恒的表达式为____________________。(用字母Ldθtg表示)

 

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如图所示,在足够长的光滑绝缘水平直线轨道上方的P点,固定一电荷量为+Q的点电荷。一质量为m、带电荷量为+q的物块(可视为质点的检验电荷),从A点以初速度v0沿轨道向右运动,当运动到P点正下方B点时速度为v 。已知点电荷产生的电场在A点的电势为(取无穷远处电势为零),P到B点的距离为h,P、A连线与水平轨道的夹角为60°,k为静电力常量,下列说法正确的是

A. 点电荷+Q产生的电场在B点的电场强度大小

B. 物块在A点时受到轨道的支持力大小为

C. 物块在A点的电势能

D. 点电荷+Q产生的电场在B点的电势

 

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太阳系中某行星运行的轨道半径为R0,周期为T0,天文学家在长期观测中发现,其实际运行的轨道总是存在一些偏离,且周期性地每隔t0时间发生一次最大的偏离(行星仍然近似做匀速圆周运动)。天文学家认为形成这种现象的原因可能是该行星外侧还存在着一颗未知行星。假设两行星的运行轨道在同一平面内,且绕行方向相同,则这颗未知行星运行轨道的半径R和周期T是(认为未知行星近似做匀速圆周运动)

A.     B.

C.     D.

 

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