【題目】如圖,在足夠大的平行金屬板間的水平勻強電場中,有一長為L的輕質(zhì)絕緣棒OA,一端可繞O點在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動,另一端A處有一帶負電、電量為q、質(zhì)量為m的小球,當變阻器滑片在P點處時,棒靜止在與豎直方向成30°角的位置,如圖所示。已知此時BP段的電阻為R,平行金屬板間的水平距離為d

1)求此時金屬板間電場的場強大小E1;

2)若金屬板旋轉(zhuǎn)30°(圖中虛線表示),并移動滑片P的位置,欲使棒能靜止的位置與豎直方向的夾角不變,BP段的電阻R應(yīng)調(diào)節(jié)為多大?

3)若金屬板不轉(zhuǎn)動,將BP段的電阻突然調(diào)節(jié)為3R,則棒擺動中小球最大動能為多少?

【答案】(1) (2) (3) (2-)mgL

【解析】

1)由平衡可知

E1q=mgtan30°

解得

E1=

2)金屬板旋轉(zhuǎn)30°后電場強度方向也相應(yīng)旋轉(zhuǎn)30°,而合力方向仍與豎直方向成30°角,受力如右圖所示。

E1q=mg

解得

E2=

金屬板旋轉(zhuǎn)前,兩板間電勢差

U1= E1d= d

金屬板旋轉(zhuǎn)后,兩板間電勢差

U2 = E2d’= E2 dcos30°=d=U1

所以BP段的電阻R’=R

3BP段的電阻突然調(diào)節(jié)為3R,U3 =3U1

E3=3E1=

小球擺動速度最大時棒與豎直方向夾角為60°,如右圖所示。

根據(jù)動能定理有:

E3qLsin60°-sin30°-mgLcos30°-cos60°=Ek-0

Ek=(2-)mgL

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】圖甲是某同學驗證動能定理的實驗裝置。其步驟如下:

A.易拉罐內(nèi)盛上適量細沙,用輕繩通過滑輪連接在小車上,小車連接紙帶。合理調(diào)整木板傾角,讓小車沿木板勻速下滑。

B.取下輕繩和易拉罐,測出易拉罐和細沙的質(zhì)量m1以及小車質(zhì)量m2。

C.撤去細繩和易拉罐后,換一條紙帶,讓小車由靜止釋放,打出的紙帶如圖乙(中間部分未畫出)O為打下的第一點。己知打點計時器的打點時間間隔為T,重力加速度為g。

(1)步驟C中小車所受的合外力大小為___

(2)為驗證從OC過程中小車合外力做功與小車動能變化的關(guān)系,測出BD間的距離為,OC間距離為,則C點速度大小為___,需要驗證的關(guān)系式為____ (用所測物理量的符號表示)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示的電路中,電源電動勢為E,內(nèi)電阻為r,在滑動變阻器R1的滑動觸片P從圖示位置向下滑動的過程中(

A.電路中的總電流變小

B.路端電壓變大

C.通過電阻R2的電流小

D.通過滑動變阻器R1的電流小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,在本來水平平衡的等臂天平的右盤下掛一矩形線圈,線圈的水平邊長為0.1m,匝數(shù)為25匝。線圈的下邊處于磁感應(yīng)強度為1T的勻強磁場內(nèi),磁場方向垂直紙面。當線圈內(nèi)通有大小為0.5A、方向如圖的電流時,天平恰好重新水平平衡,則磁場方向垂直紙面向_____(選填);現(xiàn)在左盤放一物體后,線圈內(nèi)電流大小調(diào)至1.0 A時天平重新平衡,則物體的質(zhì)量為_____kg。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學用如右圖所示的實驗電路來測量電阻Rx的阻值。將電阻箱R接入a、b之間,閉合開關(guān)S,適當調(diào)節(jié)滑動變阻器R0后保持其阻值不變。改變電阻箱的阻值R,得到一組電壓表的示數(shù)UR的數(shù)據(jù)如下表。

電阻R

0

5.0

10.0

15.0

25.0

35.0

45.0

電壓U/V

0

1.00

1.50

1.80

2.14

2.32

2.45

1)請根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在圖b的坐標系中作出U-R關(guān)系圖像_______;

2)用待測電阻Rx替換電阻箱,讀得電壓表示數(shù)為2.00V。利用(1)中測繪的U-R關(guān)系圖像可得Rx=_________Ω;

3)該實驗電路使用較長時間后,電池的電動勢基本不變,但內(nèi)阻會增大。若仍想使用該電路和(1)中測繪的U-R關(guān)系圖像測量電阻,則需對電路進行簡單修正:將電阻箱的阻值調(diào)到10Ω,并接入a、b之間,向______(選填)調(diào)整滑動變阻器,使電壓表示數(shù)為_________V,之后保持滑動變阻器阻值不變,即可用原來的方法繼續(xù)測量電阻。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】對于歐姆定律的理解,下列說法中正確的是  

A. 可知,通過導體的電流跟它兩端的電壓成正比,跟它的電阻成反比

B. 可知,對一定的導體,通過它的電流越大,它兩端的電壓也越大

C. 可知,導體的電阻跟它兩端的電壓成正比,跟通過它的電流成反比

D. 對一定的導體,它兩端的電壓與通過它的電流的比值保持不變

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】汽車發(fā)動機的額定功率為P1,它在水平路面上行駛時受到的阻力f大小恒定,汽車由靜止開始作直線運動,最大車速為v。汽車發(fā)動機的輸出功率隨時間變化的圖象如圖。下列說法正確的是( 。

A.開始時汽車牽引力恒定,t1時刻牽引力與阻力大小相等

B.開始時汽車牽引力逐漸增大,t1時刻牽引力與阻力大小相等

C.開始汽車做勻加速運動,t1時刻速度達到v,然后做勻速直線運動

D.開始汽車做勻加速直線運動,t1時刻后做加速度逐漸減小的直線運動,速度達到v后做勻速直線運動

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,一個質(zhì)量為m、帶電量為+q的圓環(huán),可在水平放置的足夠長的粗糙細桿上滑動,細桿處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,F(xiàn)給圓環(huán)一個水平向右的初速度v0,在以后的運動中下列說法正確的是( 。

A.圓環(huán)可能做勻減速運動

B.圓環(huán)不可能做勻速直線運動

C.圓環(huán)克服摩擦力所做的功可能為

D.圓環(huán)克服摩擦力所做的功不可能為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】多用表是由電流表改裝的,現(xiàn)測定一個量程為0~5mA 的電流表G的內(nèi)阻r= 100.0Ω , 用它改裝成如圖的一個多量程多用電表,電流、電壓和電阻的測量都各有兩個量程(或分度值)不同的檔位。電流表的兩個檔位中,大量程是小量程的10倍。

(1)當轉(zhuǎn)換開關(guān)S旋到位置12時,是電流檔,且旋到位置_______的量程較大:當轉(zhuǎn)換開關(guān)S旋到位置56時,是電壓檔,且旋到位置______的量程較大;

(2)A、B兩表筆中,______為紅表筆;

(3)圖中的電源Eˊ的電動勢為9.0V ,當把轉(zhuǎn)換開關(guān)S旋到位置4,在AB之間接900Ω電阻時,表頭G剛好半偏。己知之前己經(jīng)進行了必要的、正確的操作。則R1_________ΩR2_________Ω。

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