[题目]如图.一质量不计.可上下自由移动的活塞将理想气体封闭在圆筒内.筒的侧壁为绝缘体.下底M及活塞D均为导体并按图连接.活塞面积S=2cm2．闭合电键前.DM间距l1=5μm.闭合电键后.活塞D与下底M分别带有等量异种电荷.并各自产生匀强电场(D与M间的电场为各自产生的电场的叠加)．在电场力作用下活塞D发生移动．稳定后.DM间距l2=4μm.伏特表读题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】如图，一质量不计，可上下自由移动的活塞将理想气体封闭在圆筒内，筒的侧壁为绝缘体，下底M及活塞D均为导体并按图连接，活塞面积S=2cm2．闭合电键前，DM间距l1=5μm，闭合电键后，活塞D与下底M分别带有等量异种电荷，并各自产生匀强电场（D与M间的电场为各自产生的电场的叠加）．在电场力作用下活塞D发生移动．稳定后，DM间距l2=4μm，伏特表读数为2V．

（1）求出活塞受到的电场力大小F（大气压强p0＝1.0×105Pa，活塞移动前后气体温度不变）

（2）求出活塞D所带电量q

【答案】（1）F =5N（2）q=2×10-5C

【解析】

（1）筒内气体发生等温变化，则有 p0l1=p1l2，
解得 p1＝1.25p0＝1.25×105Pa
活塞受到的气体压强差为：△p＝p1p0＝2.5×104Pa
活塞受力平衡，则活塞所受的电场力大小：F=△pS=5N
（2）D与M间的电场强度：

因为E是D与M所带的等量异种电荷产生的合场强，所以M所产生的场强：EM=E
由，

得

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(1)关于上图这三种实验方法，下列说法正确的是________

A.方法①③需要测量的量和计算方法相同

B.方法②需要测量小球直径d

C.三种方法都需要测量下落重物的质量

D.方法③的系统误差最小

(2)下图是两位同学利用方法①实验操作时释放纸带瞬间的照片，你认为操作正确的是_______

(3)方法②中测得小球被电磁铁吸住的位置到光电门的距离为h，小球直径为d，通过光电门的时间为，重力加速度为g。当______≈______时，可认为小球下落过程中机械能守恒。

(4)方法③得到如下图所示频闪照片，测量结果已标注在图上，从小球由O点开始运动，到拍下D像，小球重力势能的减少量______J，小球动能的增加量_______J。（取，小球质量为，频闪照相机每隔0.05s闪光一次，结果保留三位有效数字）

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【题目】如图所示，在高h1＝30 m的光滑水平平台上，质量m＝1 kg的小物块压缩弹簧后被锁扣K锁住，储存了一定量的弹性势能Ep。若打开锁扣K，小物块将以一定的水平速度v1向右滑下平台，做平抛运动，并恰好能沿光滑圆弧形轨道BC的B点的切线方向进入圆弧形轨道。B点的高度h2＝15 m，圆弧轨道的圆心O与平台等高，轨道最低点C的切线水平，并与地面上长为L＝50 m的水平粗糙轨道CD平滑连接，小物块沿轨道BCD运动并与右边墙壁发生碰撞，取g＝10 m/s2：

(1)求小物块由A到B的运动时间t；

(2)求小物块原来压缩弹簧时储存的弹性势能Ep的大小；

(3)若小物块与墙壁只发生一次碰撞，碰后速度等大反向，反向运动过程中没有冲出B点，最后停在轨道CD上的某点P（P点未画出）。设小物块与轨道CD之间的动摩擦因数为μ，求μ的取值范围。