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某興趣小組做了一個電場中的過山車小實驗。如圖所示的絕緣軌道ABCDF處在豎直向下的勻強電場中，其中傾斜軌道AB和豎直的圓形軌道光滑，水平軌道BCF粗糙，C為圓形軌道的最低點，BC段長為L�，F有一個質量為m、帶電量為-q的小球，從距水平面BC高h=5.4L處的P點由靜止下滑，小球恰能通過豎直圓形軌道的最高點D而作圓周運動。已知小球與水平軌道BCF間的動摩擦因素為μ=0.4，空間所加的電場強度為。請問：

1.圓形軌道半徑R的大小為多少？

2.為使小球不滑出CF，那么水平軌道CF的長度至少為多少？

3.現改變h高度，為使小球最終停在B點，請問小球釋放點高度h要滿足什么要求？

 

 

1.R=2L

2.12.5L

3.0.8L、1.6L、2.4L三個解

解析:⑴恰能過最高點，則，得到（1分）

PD過程動能定理：

（2分）

聯立以上兩式得到R=2L

(2)小球最終停在CF上，全過程動能定理：

（1分）解得x=12.5L（1分）

(3)為使小球停在B點，則小球不能超過1/4圓弧，設到達1/4圓弧速度剛好為零，根據動能定理得到：，

解得h≤2.8L（2分）

要到達B點，則小球應從圓弧上返回，經偶數次往返運動到達B點速度為0，則（1分）

得到h=0.8nL(n=1、2、3…) 同時有要滿足h≤2.8L

所以取h=0.8L、1.6L、2.4L三個解（1分）

 

 

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

聽說水果也能做電池，某興趣小組的同學用一個檸檬做成電池．他們猜想水果電池內阻 可能較大，從而設計了一個如圖1所示電路來測定該檸檬電池的電動勢和內電阻．實驗中他們 多次改變電阻箱的電阻值，記錄下電阻箱的阻值及相應的電流計示數，并算出電流的倒數，將數據填在如下的表格中，根據記錄數據在圖2的坐標紙上做出 R-
1I
 圖線．
（1）利用作出的圖象，可求出該檸檬電池的電動勢為
0.96
0.96
V，內阻為
1.05×104Ω
1.05×104Ω
Ω．
（2 ）完成實驗后，該興趣小組的同學初步得出了水果作為電池不實用的物理原因是：
電源內阻過大
電源內阻過大

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2009?棗莊一模）聽說水果也能做電池，某興趣小組的同學用一個檸檬做成電池．他們猜想水果電池內阻可能較大，從而設計了一個如圖所示電路來測定該檸檬電池的電動勢和內電阻．實驗中他們多次改變電阻箱的電阻值，記錄下電阻箱的阻值及相應的電流計示數，并算出電流的倒數，將數據填在如下的表格中．
（1）利用圖象法處理數據可以減小實驗誤差．在討論作圖方案時，甲同學認為應作R-I圖，而乙同學認為應該作R-
1
I
圖，你認為哪個同學的想法更科學？
乙
乙
（填“甲”或“乙”）
（2）按照（1）中你選擇的方案，在給出的坐標紙上作出圖象．
（3）利用你作出的圖象，可求出該檸檬電池的電動勢為
0.97
0.97
V，內阻為
10000
10000
Ω．
（4）完成實驗后，該興趣小組的同學初步得出了水果作為電池不實用的物理原因是：
電源內阻過大
電源內阻過大
．
外電阻R（Ω） 電流 I（mA） 電流倒數
1
I
（mA-1）
9000 0.0502 19.92
8000 0.0528 18.93
6000 0.0594 16.84
5000 0.0633 15.80
4000 0.0680 14.71

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）某同學用某種單色光做雙縫干涉實驗時，已知雙縫間距離為d，雙縫到毛玻璃屏間距離為L，實驗時先移動測量頭（如圖A所示）上的手輪，把分劃線對準靠近最左邊的第1條明條紋中心（如圖D所示），并記下游標卡尺的讀數x1（如圖B所示），然后轉動手輪，把分劃線向右邊移動，直到對準第7條明條紋中心（如圖E所示）并記下游標卡尺讀數x7（如圖C所示）．游標卡尺的讀數x1=
 
mm，游標卡尺讀數x7=
 
mm．計算實驗中所用單色光波長的表達式為
 
．
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（2）如圖為“探究碰撞中的不變量”實驗裝置，滑塊A、B靜止在水平氣墊導軌上，兩滑塊間緊壓一輕彈簧，滑塊用繩子連接，繩子燒斷后，兩個滑塊向相反方向運動，輕彈簧掉落．現拍得閃光頻率為10HZ的一組頻閃照片．已知滑塊A、B的質量分別為200g、300g．根據照片記錄的信息可知，A、B離開彈簧后：
①A滑塊動量大小為
 
；
②彈簧彈開后滑塊AB的總動量為
 
；
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（3）某興趣小組的同學用一個檸檬做成水果電池．他們猜想此電池內阻可能較大，從而設計了一個如圖所示電路來測定該電池的電動勢和內電阻．實驗中他們多次改變電阻箱的電阻值，記錄了電阻箱的阻值及對應的電流計示數，并算出電流的倒數值，將數據填在如下的表格中．
①利用圖象法處理數據可以減小實驗誤差，請用恰當的作圖方案，在給出的坐標紙上作出圖象．
②利用你作出的圖象，可求出該檸檬電池的電動勢為
 
V，若不計電流計的電阻，則該電池的內阻為
 
Ω．
電阻R
（KΩ）		 電流I
（μ�。�		 電流的倒數-
1
I
（×10-3μA-1）
10 80 12.50
8.0 98 10.20
6.0 122 8.20
5.0 145 6.90
3.0 225 4.44
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科目：高中物理 來源： 題型：

聽說水果也能做電池，某興趣小組的同學用一個檸檬做成電池。他們猜想水果電池內阻可能較大，從而設計了一個如圖所示的電路來測定該檸檬電池的電動勢和內電阻。實驗中他們多次改變電阻箱的電阻值，記錄下電阻箱的阻值及相應的電流計示數，并算出電流的倒數，將數據填在如下的表格中。

圖1

外電阻R（Ω）

電流I（mA）

電流倒數(mA-1)

9 000

0.050 2

19.92

8 000

0.052 8

18.93

6 000

0.059 4

16.84

5 000

0.063 3

15.80

4 000

0.068 0

14.71

（1）利用圖象法處理數據可以減小實驗誤差。在討論作圖方案時，甲同學認為應作R-I圖，而乙同學認為應該作R-圖，你認為哪個同學的想法更科學？__________（填“甲”或“乙”），其簡單理由是：_________________________________________。

（2）按照（1）中你選擇的方案，在給出的坐標紙上作出圖象。

（3）利用你作出的圖象，可求出該檸檬電池的電動勢為_________V，內阻為_________Ω。

（4）完成實驗后，該興趣小組的同學初步得出了水果作為電池不實用的物理原因是：

___________________________________________________________________。

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科目：高中物理 來源： 題型：

聽說水果也能做電池，某興趣小組的同學用一個檸檬做成電池．他們猜想水果電池內阻可能較大，從而設計了一個如圖所示電路來測定該檸檬電池的電動勢和內電阻．實驗中他們多次改變電阻箱的電阻值，記錄下電阻箱的阻值及相應的電流計示數，并算出電流的倒數，將數據填在如下的表格中．

（1）利用圖像法處理數據可以減小實驗誤差．在討論作圖方案時，甲同學認為應作R-I圖，而乙同學認為應該作圖，你認為哪個同學的想法更科學？____（填“甲”或“乙”），其簡單理由是：                                        ．

（2）按照（1）中你選擇的方案，在給出的坐標紙上作出圖象．

（3）利用你作出的圖象，可求出該檸檬電池的電動勢為      V，內阻為      Ω．

（4）完成實驗后，該興趣小組的同學初步得出了水果作為電池不實用的物理原因是：

                             ．

外電阻R（Ω）

電流 I（mA）

電流倒數(mA-1)

9000

0.0502

19.92

8000

0.0528

18.93

6000

0.0594

16.84

5000

0.0633

15.80

4000

0.0680

14.71

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