【题目】在竖直平面内有水平向右、电场强度为E=1×104 N/C的匀强电场.在场中有一根长L=2 m的绝缘细线,一端固定在O点,另一端系有质量为0.04 kg的带电小球,如图所示,它静止时细线与竖直方向成37°角.现给小球一个初速度让小球恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动,取小球在静止时的位置为电势能和重力势能的零点,下列说法正确的是(cos 37°=0.8,g=10 m/s2)
A. 小球所带电量为q=3.6×10-5 C
B. 小球恰能做圆周运动动能最小值是0.5 J
C. 小球恰能做圆周运动的机械能最小值是0.5 J
D. 小球恰能做圆周运动的机械能最小值是1.28 J
【答案】B
【解析】
对小球进行受力分析如上图所示,
可得:mgtan37°=qE.解得小球的带电量为:.选项A错误;由于重力和电场力都是恒力,所以它们的合力也是恒力.在圆上各点中,小球在平衡位置A点时的势能(重力势能和电势能之和)最小,在平衡位置的对称点B点,小球的势能最大,由于小球总能量不变,所以在B点的动能EkB最小,对应速度vB最小,在B点,小球受到的重力和电场力,其合力作为小球做圆周运动的向心力,而绳的拉力恰为零,有:,而F合=m,所以;选项B正确;由于总能量保持不变,即Ek+EPG+EPE=恒量.所以当小球在圆上最左侧的C点时,电势能EPE最大,机械能最小.由B运动到A,W合力=-(EPA-EPB),W合力=F合2L,所以EPB=2J;总能量E=EPB+EkB=2.5J.由C→A,WFE=FEL(1+sin37°)=0.96J,WFE=EP2 (EP2为C点电势能),所以C点的机械能为E机C=E-EP2=1.54J,选项CD错误;故选B.
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【题目】在做“研究平抛物体的运动”的实验中,为了确定小球在不同时刻在空中所通过的位置,实验时用了如图所示的装置。先将斜槽轨道的末端调整水平,在一块平整的木板表面钉上白纸和复写纸。将该木板竖直立于水平地面上,使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A;将木板向远离槽口平移距离x,再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞在木板上得到痕迹B;又将木板再向远离槽口平移距离x,小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,再得到痕迹C。若测得木板每次移动距离x=10.00cm,A、B 间距离y1=5.02cm,B、C 间距离y2=14.82cm。请回答以下问题(g=9.8m/s2 )
①为什么每次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放?答:________。
②根据以上直接测量的物理量来求得小球初速度的表达式为v0=___。(用题中所给字母表示)。
③小球初速度的值为v0=_____m/s。
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【题目】硅光电池是一种太阳能电池,具有低碳环保的优点.如图所示,图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I变化的关系图象(电池电动势不变,内阻不是定值),图线b是某电阻R的UI图象.在该光照强度下将它们组成闭合回路时,下列说法中正确的是( )
A. 硅光电池的内阻为8Ω
B. 硅光电池的总功率为0.4W
C. 硅光电池的内阻消耗的热功率为0.32W
D. 若将R换成阻值更大的电阻,硅光电池的输出功率增大
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【题目】如图所示,质量为m的小球a、b之间用轻绳相连,小球a通过轻杆固定在左侧竖直墙壁上,轻杆与竖直墙壁夹角为30°。现改变作用在小球b上的外力的大小和方向,轻绳与竖直方向的夹角保持60°不变,则
A. 轻绳上的拉力一定小于mg
B. 外力F的最小值为
C. 轻杆对小球a作用力的方向不变
D. 轻杆对小球a的作用力最小值为mg
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【题目】两根圆柱形长直木杆AB和CD相互平行,斜靠在竖直墙壁上把一摞瓦放在两木杆构成的滑轨上,瓦将沿滑轨滑到低处,在实际操作中发现瓦滑到底端处时速度较大,有可能摔碎,为了防止瓦被损坏,下列措施可行的是( )
A. 适当减少两杆之间的距离
B. 适当增大两杆之间的距离
C. 增多每次运送瓦的块数.
D. 减少每次运送瓦的块数
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【题目】如图所示,两个等量异号点电荷M、N分别固定在A、B两点,F为AB连线中垂线上某一点,0为AB连线的中点。AO =OF, E和分别表示F处的场强大小和电势。将某试探负点电荷由F处静止释放时,其电势能和加速度大小分别用和a表示,取无穷处为电势零点,若将负点电荷N移走,则
A. 升高 B. E不变
C. 变小 D. a变大
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【题目】如图所示,光滑斜面放在水平面上,斜面上用固定的竖直挡板挡住一个光滑的重球。当整个装置沿水平面向左匀速运动的过程中,下列说法中正确的是( )
A. 重力做负功
B. 斜面对球的弹力和挡板对球的弹力的合力做正功
C. 斜面对球的弹力做正功
D. 挡板对球的弹力做正功
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【题目】如图所示,点电荷、分别置于M、N两点,O点为MN连线的中点,点a、b在MN连线上,点c、d在MN中垂线上,它们均关于O点对称下列说法正确的是
A. c、d两点的电场强度相同
B. a、b两点的电势相同
C. 将电子沿直线从c移到d,电场力对电子先做负功再做正功
D. 将电子沿直线从a移到b,电子的电势能一直增大
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【题目】真空中存在电场强度大小为E1的匀强电场,一带电油滴在该电场中竖直向上做匀速直线运动,速度大小为v0。在油滴处于位置A时,将电场强度的大小突然增大到某值,但保持其方向不变。持续一段时间t1后,又突然将电场反向,但保持其大小不变;再持续同样一段时间后,油滴运动到B点。重力加速度大小为g。
(1)求油滴运动到B点时的速度。
(2)求增大后的电场强度的大小;为保证后来的电场强度比原来的大,试给出相应的t1和v0应满足的条件。已知不存在电场时,油滴以初速度v0做竖直上抛运动的最大高度恰好等于B、A两点间距离的两倍。
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