【题目】如图所示,水平放置、相距为d的两块平行金属板M、N与电源相连,开关S闭合后,M、N间产生了匀强电场,一个重力不计的带负电粒子垂直于电场方向从M板边缘射入电场,粒子恰好打在N板中央。
(1)若开关S闭合,为了让粒子恰能飞出电场,应将N板向下平移多少?
(2)若开关S断开且粒子初速度大小变为原来的3倍,为了让粒子恰能飞出电场,应将N板向上平移多少?
【答案】(1) d (2)
【解析】
(1)由于一重力不计的带电粒子垂直于电场方向从M边缘射入电场,做类平抛运动,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动,且恰好打在N板中央,设极板间的电压为U、极板间的宽度为d、极板的长度为L,粒子的初速度为v0。
所以水平方向:=v0t1 ①
竖直方向: ②
由②解得: ③
为使粒子刚好能飞出电场,则水平方向:L=v0t2④
由①④两式解得:t2=2t1 ⑤
此过程保持电键闭合状态,即上面公式中电压U不变,由③⑤两式可知当时间由t1变为2t1时,d变为2d,即极板间距变为原来的两倍,N板向下移动d。
(2)当开关S断开时,两板所带电荷量不变,电场强度E不变,加速度a不变,设N板上移距离为x2,则
L=3v0t3
d-x2=at32
与①②联立解得x2=d.
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【题目】质量为10kg的物体在F=200N 的水平推力作用下,从粗糙固定斜面的底端由静止开始沿斜面向上运动,斜面足够长且与水平地面的夹角θ=370,力F作用2s后撤去,物体在斜面上继续上滑了1.25s后,速度减为零。(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s).求:
(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ;
(2)物体上滑的总路程x;
(3)物体速度减为零后能否在斜面上静止? 若能,请说明理由;若不能,请求出物体返回底端时速度的大小。
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【题目】在探究“ 物体质量一定时加速度与力的关系” 的实验中, 某兴趣小组对教材介绍的实验方案进行了优化, 设计了如图所示的实验装置。 其中 M 为带滑轮的小车的质量, m为砂和砂桶的质量( 滑轮质量不计)。
(1).依据优化后实验原理图, 该实验______( 填“需要” 或“ 不需要”) 将带滑轮的长木板右端垫高, 以平衡摩擦力; 实验中______( 填“ 一定要” 或“ 不必要”) 保证砂和砂桶的质量 m 远小于小车的质量 M;
(2).该同学在实验中得到如图(a)所示的一条纸带( 两计数点间还有四个点没有画出), 已知打点计时器采用的是频率为 50Hz 的交流电, 根据纸带可求出小车的加速度为____ m/s2( 结果保留两位有效数字)。
(3).如图(b)所示, 以弹簧测力计的示数 F 为横坐标, 加速度为纵坐标, 画出的 a-F 图象是一条直线, 求得直线的斜率为 k, 则小车的质量为______。
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【题目】关于电流下列说法中正确的是( )
A. 因为电流有方向,所以电流是矢量
B. 电子定向运动的速率越大,电流越大
C. 通过导线截面的电量越多,电流越大
D. 单位时间内通过导体截面的电量越多,导体中的电流越大
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【题目】在“测定电源的电动势和内电阻”的实验中,备有如下器材:
A.电源为干电池(电动势为E,内阻为r)
B.电流表(0~0.6A、内阻约0.1Ω)
C.灵敏电流计G(满偏电流Ig=200μA、内阻rg=500Ω)
D.滑动变阻器(0~20Ω、2.0A)
E.电阻箱R(0-9999.9Ω)
F.开关、导线若干,
实验电路如下图
①由于没有电压表,需要把灵敏电流计G改装成量程为2V的电压表,需串联一个阻值为R=______Ω的电阻.
②在闭合开关S前,将滑动变阻器的滑片移动至______(填“a端”、“中央”或“b 端”).
③下图为该实验绘出的I1-I2图线(I1为灵敏电流 计G的示数,I2为电流表A的示数),由图线可求得被测电源的电动势E=______ V(保留三位有效数字),内电阻r=______Ω(保留两位有效数字)
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【题目】如图所示,坐标系xOy在竖直平面内,y轴沿竖直方向,第二、三和四象限有沿水平方向,垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B.第四象限的空间内有沿x轴正方向的匀强电场,场强为E,一个带正电荷的小球从图中x轴上的M点,沿着与水平方向成θ=30°角斜向下的直线做匀速运动.经过y轴上的N点进入x<0的区域内,在x<0区域内另加一匀强电场E1(图中未画出),小球进入x<0区域后能在竖直面内做匀速圆周运动.(已知重力加速度为g)
(1)求匀强电场E1的大小和方向;
(2)若带电小球做圆周运动通过y轴上的P点(P点未标出),求小球从N点运动到P点所用的时间t;
(3)若要使小球从第二象限穿过y轴后能够沿直线运动到M点,可在第一象限加一匀强电场,求此电场强度的最小值E2,并求出这种情况下小球到达M点的速度vM.
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【题目】下列关于同步卫星的说法,正确的是
A. 同步卫星和地球自转同步,卫星的高度和速率是确定的
B. 同步卫星的角速度是确定的,但高度和速率可以选择,高度增加,速率增大,且仍保持同步
C. 一颗人造地球卫星的周期是114 min,比同步卫星的周期短,所以这颗人造地球卫星离地面的高度比同步卫星高
D. 同步卫星的速率比地球大气层附近的人造卫星的速率大
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【题目】如图(甲)所示,两光滑导轨都由水平、倾斜两部分圆滑对接而成,相互平行放置,两导轨相距,倾斜导轨与水平面成角,倾斜导轨的下面部分处在一垂直斜面的匀强磁场区中,区中磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图(乙)所示,图中、未知。水平导轨足够长,其左端接有理想的灵敏电流计和定值电阻,水平导轨处在一竖直向上的匀强磁场区中,区中的磁场恒定不变,磁感应强度大小为,在时刻,从斜轨上磁场区外某处垂直于导轨水平释放一金属棒,棒的质量,电阻,棒下滑时与导轨保持良好接触,棒由斜轨滑向水平轨时无机械能损失,导轨的电阻不计。若棒在斜面上向下滑动的整个过程中,灵敏电流计的示数大小保持不变,时刻进入水平轨道,立刻对棒施一平行于框架平面沿水平方向且与杆垂直的外力。(取)求:
(1)时间内导体棒的加速度大小;
(2)磁场区在沿斜轨方向上的宽度;
(3)棒从开始运动到刚好进入水平轨道这段时间内棒上产生的热量;
(4)若棒在时刻进入水平导轨后,电流计的电流大小随时间变化的关系如图(丙)所示(未知),已知到的时间为,到的时间为,请在图(丁)中作出到时间内外力大小随时间变化的函数图像(不需要解答过程)。
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【题目】如图所示,一个电子以vA的速度沿与电场垂直的方向从A点进入匀强电场,并且从另一端B点沿与场强方向成150°角方向飞出,电子从A到B运动的时间为t,电子的质量为m,所带的电荷量为,重力不计,求:
(1)A、B两点间的电势差为多少?
(2)匀强电场的电场强度为多少?
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