【题目】如图所示,在竖直平面内建立xoy坐标系,在第Ⅰ象限内分布着方向沿x轴正方向、大小为E1的匀强电场;在第Ⅱ象限内分布着方向沿y轴正方向、大小E2=的匀强电场。用长度为L的最大承受拉力为4mg的绝缘细线将质量为m、电荷量为+q的带电小球(可视为质点)悬挂在固定点M,M点坐标为(0,2L),在M点正下方距M点
的N点处有一钉子。现在用外力把小球拉到右侧与M点等高处由静止释放,小球运动到最低点,绳碰击钉子时刚好被拉断,然后进入第Ⅱ象限,经时间
,立即在第Ⅱ象限内再加垂直于xoy平面向里的匀强磁场,磁感应强度为
,再经过时间t0撤去匀强磁场和匀强电场。(已知重力加速度为g,不计空气阻力,计算结果用g、L、m、q表示)。求:
(1)电场强度E1的大小;
(2)小球在下摆过程中达到最大速度时细线的拉力;
(3)小球在第Ⅱ象限中运动的时间t及小球离开第Ⅱ象限的位置坐标。
【答案】(1)(2)
(3)(
,0)
【解析】(1)设小球运动到M点正下方时的速度为v,由动能定理得:
小球运动到最低点,细线被钉子挡住,做圆周运动的半径为R1,则
由牛顿第二定律有:
解得:
(2)小球在向下摆动的过程中,设合力与竖直方向的夹角为,当合力方向与速度方向垂直时,即细线与竖直方向的夹角为
时,速度最大,设为
,则
合力,即
又由动能定理有:
由牛顿第二定律有:
解得:
(3)细线被拉断,小球进入第Ⅱ象限,由于,所以小球沿水平方向做匀速直线运动。经过时间t0,加上匀强磁场后,小球做匀速圆周运动,设半径为R2,周期为T,则
即:
即:
所以有:
即小球做圆周运动时间是半个周期,撤去电场和磁场后,小球将做平抛运动穿过x轴。则撤去电场和磁场时,小球的位置坐标为:
小球做平抛运动有:
故小球离开第Ⅱ象限的位置坐标为(,0)
小球在第Ⅱ象限中运动的时间
解得: ,
坐标:(,0)
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【题目】2009年3月29日,中国女子冰壶队首次夺得世界冠军,如图所示,一冰壶以速度v垂直进入三个矩形区域做匀减速运动,且刚要离开第三个矩形区域时速度恰好为零,则冰壶依次进入每个矩形区域时的速度之比和穿过每个矩形区域所用的时间之比分别是( )
A. v1:v2:v3=:
:1 B. v1:v2:v3=6:3:2
C. t1:t2:t3=1::
D. t1:t2:t3=(
-
):(
-1):1
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【题目】如图所示,边长为L的正方形单匝线框有一半水平放置在与水平方向夹角为30°的匀强磁场中,线框的左侧接入电阻R,右侧接入电容为C的电容器,其余电阻不计。若匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示(规定斜向下为正方向),则在0~t1时间内
A. 电容器a板带正电
B. 电容器所带的电荷量为零
C. 线框中产生的感应电动势大小为
D. 通过电阻R的电流为
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【题目】关于物体做曲线运动,下列说法中正确的是:( )
A. 物体做曲线运动时,所受的合外力一定不为零
B. 物体所受的合外力不为零时,一定做曲线运动
C. 物体做曲线运动时,受到的力一定不是恒力
D. 物体在变力作用下,可以做曲线运动
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【题目】某物理研究性学习小组欲测量电流表G1的内阻r1,可选用的器材有:
A.待测电流表G1(0~10mA,内阻r1约为100Ω),
B.电流表G2 (0~3mA,内阻r2为100Ω),
C.定值电阻R1=200Ω,
D.定值电阻R2=600Ω,
E.滑动变阻器R3(0~1000Ω),
F.滑动变阻器R4(0~20Ω),
G.电池E(1.5V,内阻很小),
H.电键S及导线若干。
(1)在答题卡上完成测量电路原理图的设计。
(2)电路中应选用定值电阻________(填“”或“
”), 滑动变阻器_______(填“R3”或“R4”)。
(3)实验中测得电流表G1和G2的示数分别为I1 、I2,则电流表G1的内阻r1=_____。(用题目中的符号表示)
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【题目】如图所示,一电阻为R的导线弯成半径为a的半圆形闭合回路,虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直于回路所在的平面,回路以速度v向右匀速进入磁场,直径CD始终与MN垂直,从D点到达边界开始到C点进入磁场为止,下列结论中正确的是 ( )
A. 圆心到达磁场边界时感应电流方向发生改变
B. CD段直线始终不受安培力作用
C. 感应电动势平均值为
D. 通过导线横截面的电荷量为
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【题目】下列说法中正确的是_______。
A. 单晶体和多晶体均存在固定的熔点
B. 物体的内能与物体的温度有关,与物体的体积无关
C. 电冰箱的工作过程表明,热量可以从低温物体向高温物体传递
D. 对于一定量的理想气体,如果压强不变,体积增大,那么它一定从外界吸热
E. 分子间引力总是随着分子间的距离减小而减小
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【题目】从高度为125m的塔顶,先后落下a、b两球,自由释放这两个球的时间差为1s,则以下判断正确的是(g取10m/s2,不计空气阻力)
A. b球下落高度为20m时,a球的速度大小为20m/s
B. a球接触地面瞬间,b球离地高度为35m
C. 在b球释放之后a球接触地面之前这段时间内,两球的速度差恒定
D. 在b球释放之后a球接触地面之前这段时间内,两球离地的高度差恒定
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【题目】物体受到几个外力的作用而做匀速直线运动,如果撤去其中的一个力而保持其余的力的大小方向都不变,则物体可能做
A. 匀减速直线运动B. 匀速圆周运动
C. 匀加速直线运动D. 匀加速曲线运动
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