【題目】如圖,A、B為半徑R=3 m的四分之一光滑絕緣豎直圓弧軌道,在四分之一圓弧區(qū)域內(nèi)存在著E=2×106 V/m、豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),有一質(zhì)量m=4kg、帶電荷量q=+1×10-5C的物體(可視為質(zhì)點(diǎn)),從A點(diǎn)的正上方距離A點(diǎn)H處由靜止開(kāi)始自由下落(不計(jì)空氣阻力),BC段為長(zhǎng)L=2 m、與物體間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5的粗糙絕緣水平面.(取g=10 m/s2)
(1)若H=2 m,求物體沿軌道AB到達(dá)最低點(diǎn)B時(shí)對(duì)軌道的壓力大;
(2)通過(guò)你的計(jì)算判斷:是否存在某一H值,能使物體沿軌道AB經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)B后最終停在距離B點(diǎn)1.5 m處。
【答案】(1)113.3N,方向豎直向下(2)不存在某一H值,使物體沿軌道AB經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)B后最終停在距離B點(diǎn)1.5m處。
【解析】
物體由初始位置運(yùn)動(dòng)到B,根據(jù)動(dòng)能定理求出B點(diǎn)速度,小物塊剛到達(dá)B點(diǎn)時(shí),根據(jù)牛頓第二定律求解壓力;設(shè)小物塊能沿著軌道AB到達(dá)B點(diǎn)的最小速度為v,在B點(diǎn)根據(jù)牛頓第二定律列式,物體由初始位置運(yùn)動(dòng)到B,根據(jù)動(dòng)能定理列式,小物塊在水平面滑行,再由動(dòng)能定理列式,聯(lián)立方程即可求解。
(1)物體由初始位置運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中根據(jù)動(dòng)能定理有: (H+R)qER=
到達(dá)B點(diǎn)時(shí)由重力、電場(chǎng)力、支持力的合力提供向心力:
聯(lián)立以上兩式解得:113.3N
根據(jù)牛頓第三定律得,物體對(duì)軌道的壓力為113.3N,方向豎直向下。
(2)假設(shè)物體最終能停在距離B點(diǎn)1.5m處,根據(jù)動(dòng)能定理有: (H+R)qER
解得:H=
所以不存在某一H值,使物體沿軌道AB經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)B后最終停在距離B點(diǎn)1.5m處。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】某同學(xué)欲將量程為300 μA的微安表頭G改裝成量程為0.3 A的電流表?晒┻x擇的實(shí)驗(yàn)器材有:
A.微安表頭G(量程300 μA,內(nèi)阻約為幾百歐姆)
B.滑動(dòng)變阻器R1(0 ~ 10 kΩ)
C.滑動(dòng)變阻器R2(0 ~ 50 kΩ)
D.電阻箱(0 ~ 9 999 Ω)
E.電源E1(電動(dòng)勢(shì)約為1.5 V)
F.電源E2(電動(dòng)勢(shì)約為9 V)
G.開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干
該同學(xué)先采用如圖甲的電路測(cè)量G的內(nèi)阻,實(shí)驗(yàn)步驟如下:
①按圖甲連接好電路,將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)至圖中最右端所對(duì)應(yīng)的位置;
②斷開(kāi)S2,閉合S1,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片位置,使G滿偏;
③閉合S2,保持滑動(dòng)變阻器的滑片位置不變,調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,使G的示數(shù)為200 μA,記下此時(shí)電阻箱的阻值。
回答下列問(wèn)題:
(1)實(shí)驗(yàn)中電源應(yīng)選用_________(填“E1”或“E2”),滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用________(填“R1”或“R2”)。
(2)若實(shí)驗(yàn)步驟③中記錄的電阻箱的阻值為R,則G的內(nèi)阻Rg與R的關(guān)系式為 Rg =______。
(3)實(shí)驗(yàn)測(cè)得G的內(nèi)阻Rg = 500 Ω,為將G改裝成量程為0.3 A的電流表,應(yīng)選用阻值為_____Ω的電阻與G_____(填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)。
(4)接著該同學(xué)利用改裝后的電流表A,按圖乙電路測(cè)量未知電阻Rx的阻值。某次測(cè)量時(shí)電壓表V的示數(shù)為1.20 V,表頭G的指針指在原電流刻度的250 μA處,則Rx =_______Ω。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】某物理興趣小組的同學(xué)現(xiàn)在要測(cè)定由兩節(jié)新干電池組成電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的大小,該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)室提供的實(shí)驗(yàn)器材設(shè)計(jì)了如圖所示的原理圖,其中定值電阻R1=1.0 Ω、R0=2.0 Ω,毫安表的量程范圍為0~150 mA、內(nèi)阻大小為rmA=4 Ω。試完成下列問(wèn)題:
(1)請(qǐng)根據(jù)原理圖將如圖所示的實(shí)物圖連接好;
(2)實(shí)驗(yàn)中電壓表所選的量程為0~3 V,某次測(cè)量中電壓表的讀數(shù)如圖所示,則此次實(shí)驗(yàn)中電壓表的讀數(shù)為U=________V;
(3)他們已經(jīng)將實(shí)驗(yàn)中所測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描點(diǎn),并作出了U–I圖象,如圖所示。則電池組的電動(dòng)勢(shì)為E=________V,內(nèi)阻為r=________Ω。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì)E=6 V,小燈泡L標(biāo)有“4 V 1 W”,開(kāi)關(guān)S接1,當(dāng)滑動(dòng)變阻器調(diào)到R=6Ω時(shí),小燈泡L正常發(fā)光,F(xiàn)將開(kāi)關(guān)S接2,小燈泡L也正常發(fā)光且電動(dòng)機(jī)M正常工作。則( )
A. 電源內(nèi)阻為2Ω
B. 電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為2 Ω
C. 電動(dòng)機(jī)正常工作電壓為1.5 V
D. 電源效率約為91.7%
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播,圖甲為波傳播到M點(diǎn)時(shí)的波形圖,圖乙是位于x=2m處的質(zhì)點(diǎn)某時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)的振動(dòng)圖象,Q是位于x=10m處的質(zhì)點(diǎn),則M點(diǎn)從開(kāi)始振動(dòng)到Q點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰的時(shí)間為___________s;波由M點(diǎn)傳到Q點(diǎn)的過(guò)程中,x=4m處的質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程為___________cm。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,豎直放置在水平桌面上的氣缸開(kāi)口向上,活塞的橫截面積S=15cm2、質(zhì)量m=1.2kg,與壓力傳感器接觸但不粘連:壓力傳感器位置固定不動(dòng)。當(dāng)缸內(nèi)氣體溫度t1=27℃時(shí),力傳感器示數(shù)恰好為零;當(dāng)缸內(nèi)氣體溫度升高至T2時(shí),壓力傳感器的示數(shù)F=54N,不計(jì)氣缸與活塞之間的摩擦整個(gè)過(guò)程活塞和傳感器的位置不變,大氣壓強(qiáng)P=1.0×105Pa,重力加速度大小g=10m/s2,求
(1)溫度為t1=27℃時(shí)氣缸內(nèi)的壓強(qiáng)P1
(2)氣缸內(nèi)氣體的溫度T2。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖(a)所示,兩段間距均為L的長(zhǎng)平行金屬導(dǎo)軌,左段表面光滑、與水平面成θ角固定放置,頂端MN之間連接定值電阻R1,右段導(dǎo)軌表面粗糖、水平放置,末端CD之間連接一電源,電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r,兩段導(dǎo)軌中間EF處通過(guò)一小段絕緣光滑軌道將它們圓滑連接起來(lái)?臻g存在以EF為邊界的磁場(chǎng),左側(cè)為勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向垂直導(dǎo)軌平面向下,大小為B1,右側(cè)為變化磁場(chǎng),方向水平向右,大小隨時(shí)間變化如圖(b)所示,F(xiàn)將一質(zhì)量為m、電阻為R2、長(zhǎng)為L的金屬棒擱在左側(cè)頂端,由靜止釋放,金屬棒到達(dá)EF之前已經(jīng)勻速,接著進(jìn)入水平軌道,且整個(gè)過(guò)程中沒(méi)有離開(kāi)導(dǎo)軌。設(shè)金屬棒到達(dá)邊界EF處t=0,金屬棒與水平導(dǎo)軌動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g,則:
(1)金屬棒到達(dá)EF處的速度大;
(2)請(qǐng)寫(xiě)出金屬棒在水平軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度的表達(dá)式(右側(cè)磁感應(yīng)強(qiáng)度用B2表示);
(3)試通過(guò)分析,描述金屬棒到達(dá)水平軌道后的運(yùn)動(dòng)情況。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】兩電荷量分別為q1和q2的點(diǎn)電荷放在x軸上的O、M兩點(diǎn),兩電荷連線上各點(diǎn)電勢(shì)φ隨x變化的關(guān)系如圖所示,其中A、N兩點(diǎn)的電勢(shì)均為零,ND段中的C點(diǎn)電勢(shì)最高,則( )
A.N點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為零
B.q1 <q2
C.NC間場(chǎng)強(qiáng)方向向x軸正方向
D.將一負(fù)點(diǎn)電荷從N點(diǎn)移到D點(diǎn),電勢(shì)能先做減少后做增加
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,水平地面上靜止放置著物塊B和C,相距="1.0m" 。物塊A以速度=10m/s沿水平方向與B正碰。碰撞后A和B牢固地粘在一起向右運(yùn)動(dòng),并再與C發(fā)生正碰,碰后瞬間C的速度="2.0m/s" 。已知A和B的質(zhì)量均為m,C的質(zhì)量為A質(zhì)量的k倍,物塊與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.45.(設(shè)碰撞時(shí)間很短,g取10m/s2)
(1)計(jì)算與C碰撞前瞬間AB的速度;
(2)根據(jù)AB與C的碰撞過(guò)程分析k的取值范圍,并討論與C碰撞后AB的可能運(yùn)動(dòng)方向。
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