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(13分)如图所示,在竖直向下的匀强电场中有一带电量为q=-1×10-5C的小球...

(13分)如图所示,在竖直向下的匀强电场中有一带电量为q=-10-5C的小球,自倾角为θ=37°的绝缘斜面顶端A点由静止开始滑下,接着通过半径为R=0.05m的绝缘半圆轨道最高点C,已知小球质量为m=0.2kg,匀强电场的场强E=105N/C,小球运动过程中摩擦阻力及空气阻力不计,求:

1)小球从H=0.1m高处静止释放,滑至B的速度为多少;

2)若从高为h的某处从静止释放,要使小球能到到C点,h至少应为多少;

(3)通过调整释放高度使小球到达C点的速度为1m/s,则小球落回到斜面时的动能是多少.

 

(1) (2)0.125m/s (3)0.125J 【解析】 试题分析:(1)小球受的电场力竖直向上,大小为:F=qE=1 N (1分) 设小球到达B点的速度为vB, 由动能定理可得: (1分) 代入数据解得: (1分) (2)当小球到达c时,满足的条件为: (2分) 又由动能定理: (1分) 代入数据解得: 所以释放点的高度至少为:h=0.025+2R=0.125m (1分) (3)当小球以vC=1m/s为初速度做类平抛运动时,根据牛顿定律得加速度: (1分) 设落到斜面的时间为t,有: (2分) 代入数据解得:t=0.1s (1分) 那么此时的动能 (2分) 考点:电场力、动能定理、牛顿运动定律 【名师点睛】本题主要考查了电场力、动能定理、牛顿运动定律。根据动能定理求出小球滑到B点的速度; 以小球为研究对象,恰好过最高点C时,重力与电场力的合力恰好提供向心力,结合牛顿第二定律与动能定理,即可求解;当小球从C点射出,做平抛运动,据平抛运动的处理方法即可求解。  
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考点分析:
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如图所示,电源电动势E0=15V。内阻r0=1Ω,电阻R1=20Ω、间距d=0.02m的两平行金属板水平放置,板间分布有垂直于纸面向里、磁感应强度B=1T的匀强磁场。闭合开关S,板间电场视为匀强电场,将一带正电的微粒以初速度v=100m/s沿两板间中线水平射入板间。,设滑动变阻器接入电路的阻值为Rx,带电粒子重力不计。

 

(1)当Rx=29Ω时,电阻R1消耗的电功率是多大;

(2)若小球进入板间能做匀速直线运动,则Rx是多少.

 

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在倾角=30°的斜面上,固定一金属框,宽l=0.25m,接入电动势E=12V、内阻不计的垂直框面放有一根质量m=0.2kg的金属棒ab,它与框架的动摩擦因数为,整个装置放在磁感应强度B=0.8T的垂直框面向上的匀强磁场中(如图)

当调节滑动变阻器R的阻值在什么范围内时,可使金属棒静止在框架上.(设最大静摩擦力等于滑动摩擦

力,框架与棒的电阻不计)

 

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如图所示,一个带负电的粒子以速度v由坐标原点射入磁感应强度为B的匀强磁场中,速度方向与x轴、y轴均成45°。已知该粒子电量为-q,质量为m,

则该粒子通过x轴和y轴的坐标分别是多少.

 

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某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ,步骤如下:

(1)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图,由图可知其长度为_____mm

(2)用螺旋测微器测量其直径如图,由图可知其直径为         mm

(3)用多用电表的电阻“Ω”档,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘的示数如图,则该电阻的电阻值约为_______Ω。若使用的是直流电压V则该电压的读数为_______V

(4)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R,现有的器材及其代号和规格如下:

待测圆柱体电阻R

开关S

导线若干;

电流表(量程0~4mA,内阻约50Ω)   电流表(量程0~10mA,内阻约30Ω);

电压表(量程0~3V,内阻约10kΩ)    电压表(量程0~15V,内阻约25kΩ);

直流电源E(电动势4V,内阻不计)

滑动变阻器(阻值范围0~15Ω,允许通过的最大电流为2.0A);

滑动变阻器(阻值范围0~2kΩ,允许通过的最大电流为0.5A)

为使实验误差较小,要求测得多组数据进行分析,电阻R两端的电压从零调起,请在方框中画出测量的电路图,并标明所用器材的代号(标明器材正确给3分,电路结构正确给2分)。

 

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在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中,某同学测得几组数据如下表,建立的坐标如图所示。

实验次数

1

2

3

4

5

U/V

1.37

1.30

1. 22

1.15

1.07

I/A

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

(1)试根据上述同学测得的数据在坐标系中作出实验图线。

(2)由图线求得电池的电动势为     V,内电阻为       Ω。

 

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