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如图所示,绝缘水平面上的AB区域宽度为d,带正电、电量为q的小滑块以大小为v0的...

如图所示,绝缘水平面上的AB区域宽度为d,带正电、电量为q的小滑块以大小为v0的初速度从A点进入AB区域,当滑块运动至区域的中点C时,速度大小为vC=满分5 manfen5.comv0,从此刻起在AB区域内加上一个水平向左的匀强电场,电场强度E保持不变,并且AB区域外始终不存在电场.

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(1)求滑块受到的滑动摩擦力大小;

(2)若加电场后小滑块受到的电场力与滑动摩擦力大小相等,求滑块离开AB区域时的速度;

(3)要使小滑块在AB区域内运动的时间到达最长,电场强度E应满足什么条件?并求这种情况下滑块离开AB区域时的速度.

 

(1)求滑块受到的滑动摩擦力大小为; (2)若加电场后小滑块受到的电场力与滑动摩擦力大小相等,滑块离开AB区域时的速度为v0,方向水平向右; (3)要使小滑块在AB区域内运动的时间到达最长,电场强度为,这种情况下滑块离开AB区域时的速度为v0. 【解析】【解析】 (1)滑块从A到C过程,由动能定理得: ﹣f•=mvC2﹣mv02, 解得:f=; (2)设滑块所受滑动摩擦力大小为f,则滑块从A点运动至C点过程, 由动能定理得:﹣f•=mvC2﹣mv02, 假设最后滑块从B点离开AB区域,则滑块从C点运动至B点过程, 由动能定理得:(qE1+f)=m(vc2﹣vB2) 将vc=v0、qE1=f,代入解得:vB=v0, 由于滑块运动至B点时还有动能,因此滑块从B点离开AB区域,速度大小为v0,方向水平向右. (3)要使小滑块在AB区域内运动的时间到达最长, 必须使滑块运动至B点停下,然后再向左加速运动,最后从A点离开AB区域. 滑块从C点运动至B点过程,由动能定理得:(qE2+f)=mvc2, 已知:vc=v0,解得,电场强度:E2=, 滑块运动至B点后,因为qE2=2f>f,所以滑块向左加速运动, 从B运动至A点过程,由动能定理得: (qE2﹣f)d=mvA2, 由以上各式解得滑块离开AB区域时的速度 vA=v0(方向水平向左); 答:(1)求滑块受到的滑动摩擦力大小为; (2)若加电场后小滑块受到的电场力与滑动摩擦力大小相等,滑块离开AB区域时的速度为v0,方向水平向右; (3)要使小滑块在AB区域内运动的时间到达最长,电场强度为,这种情况下滑块离开AB区域时的速度为v0. 【点评】本题考查了动能定理的应用,解题的重点在于能否理解物体的运动过程,能正确的选择合适的过程建立动能定理表达式.  
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考点分析:
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为了测量某种材料制成的电阻丝Rx的电阻率,提供的器材有:

A.电流表G,内阻Rg=120Ω,满偏电流Ig=3mA

B.电流表A,内阻约为1Ω,量程为0~0.6A

C.螺旋测微器,刻度尺

D.电阻箱R0(0~9999Ω,0.5A)

E.滑动变阻器R(5Ω,1A)

F.电池组E(6V,0.05Ω)

G.一个开关S和导线若干

某同学进行了以下操作:

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(1)用多用电表粗测电阻丝的阻值,当用“×10”档时发现指针偏转角度过大,他应该换用      档(填“×1”或“×100”),进行一系列正确操作后,指针静止时位置如图1所示.

(2)把电流表G与电阻箱串联改装成量程为6V的电压表使用,则电阻箱的阻值应调为R0=      Ω.

(3)请用改装好的电压表设计一个测量电阻Rx阻值的实验,根据提供的器材和实验需要,请将图2中电路图补画完整.

(4)电阻率的计算:测得电阻丝的长度为L,电阻丝的直径为d.电路闭合后,调节滑动变阻器的滑片到合适位置,电流表G的示数为I1,电流表A的示数为I2,请用已知量和测量量的字母符号(各量不允许代入数值)写出计算电阻率的表达式ρ=    

 

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利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图1所示,水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨;导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块,其总质量为M,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连;遮光片两条长边与导轨垂直;导轨上B点有一光电门,可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t,用d表示A点到光电门B处的距离,b表示遮光片的宽度,将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度,实验时滑块在A处由静止开始运动.

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(1)滑块通过B点的瞬时速度可表示为    

(2)某次实验测得倾角θ=30°,重力加速度用g表示,滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量可表示为△Ek=     ,系统的重力势能减少量可表示为△Ep=        ,在误差允许的范围内,若△Ek=△Ep则可认为系统的机械能守恒;

(3)在上次实验中,某同学改变A、B间的距离,作出的v2﹣d图象如图2所示,并测得M=m,则重力加速度g=      m/s2

 

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如图所示,劲度系数为k的轻弹簧一端固定在墙上,另一端与置于水平面上的质量为m的小物体接触(未连接),如图中O点,弹簧水平且无形变.用水平力F缓慢向左推动物体,在弹性限度内弹簧长度被压缩了x0,如图中B点,此时物体静止.撤去F后,物体开始向右运动,运动的最大距离距B点为3x0,C点是物体向右运动过程中弹力和摩擦力大小相等的位置,物体与水平面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g.则(  )

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A.撤去F时,弹簧的弹性势能为3μmgx0

B.物体先做加速度逐渐变小的加速运动,再做加速度逐渐变大的减速运动,最后做匀减速运动

C.从B→C位置物体弹簧弹性势能的减少量大于物体动能的增加量

D.撤去F后,物体向右运动到O点时的动能最大

 

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如图所示,两根平行长直金属轨道,固定在同一水平面内,间距为d,其左端接有阻值为R的电阻,整个装置处在竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中.一质量为m的导体棒ab垂直于轨道放置,且与两轨道接触良好,导体棒与轨道之间的动摩擦因数为μ,导体棒在水平向右、垂直于棒的恒力F作用下,从静止开始沿轨道运动距离l时,速度恰好达到最大(运动过程中导体棒始终与轨道保持垂直).设导体棒接入电路的电阻为r,轨道电阻不计,重力加速度大小为g,在这一过程中 (  )

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A.导体棒运动的平均速度为满分5 manfen5.com

B.流过电阻R的电荷量为满分5 manfen5.com

C.恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于回路产生的电能

D.恒力F做的功与安培力做的功之和大于导体棒增加的动能

 

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如图所示,两个固定的等量正点电荷相距为4L,其连线中点为O,以O为圆心、L为半径的圆与两正点电荷间的连线及连线的中垂线分别交于a、b和c、d,以O为坐标原点、垂直ab向上为正方向建立Oy轴.取无穷远处电势为零,则下列判断正确的是(  )

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A.a、b两点的场强相同

B.Oy轴上沿正方向电势随坐标y的变大而减小

C.将一试探电荷+q自a点由静止释放,若不计电荷重力,试探电荷将在a、b间往复运动

D.Oy轴上沿正方向电场强度的大小随坐标y的变大而增大

 

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