【題目】如圖(a)所示,一光滑絕緣細(xì)桿豎直放置,距細(xì)桿右側(cè)d0.3mA點(diǎn)處有一固定的點(diǎn)電荷。細(xì)桿上套有一帶電量q1×10-6C,質(zhì)量m0.05kg的小環(huán)。設(shè)小環(huán)與點(diǎn)電荷的豎直高度差為h。將小環(huán)無初速釋放后,其動(dòng)能Ekh的變化曲線如圖(b)所示。

1)試估算點(diǎn)電荷所帶電量Q;

2)小環(huán)位于h10.40m時(shí)的加速度a;

3)小環(huán)從h20.3m下落到h30.12m的過程中其電勢能的改變量。(靜電力常量k9.0×109N·m2/C2g10m/s2

【答案】(1)1.6×10-5C;(2)a0.78m/s2,方向向下;(3)增加0.11J

【解析】

1)由圖可知,當(dāng)0.36m時(shí),小環(huán)所受合力為零則

解得

結(jié)果在1.551.59之間均可;

2)小環(huán)加速度沿桿方向,根據(jù)牛頓第二定律有:

解得a0.78m/s2,方向向下(由于第一問的錯(cuò)誤導(dǎo)致的結(jié)果不扣分);

3)設(shè)小環(huán)從h0.3m下落到h0.12m的過程中電場力對小環(huán)做功WG,根據(jù)動(dòng)能定理

代入數(shù)據(jù)解得

所以小環(huán)的電勢能增加了0.11J。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一端可繞O點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)的長木板上方向一個(gè)物塊,手持木板的另一端,使木板從水平位置沿順時(shí)針方向緩慢旋轉(zhuǎn),則在物體相對于木板滑動(dòng)前( )

A.物塊對木板的壓力不變

B.物塊的機(jī)械能不變

C.木板對物塊的摩擦力不做功

D.物塊受到的靜摩擦力增大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖1所示是某實(shí)驗(yàn)小組測量物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置。物塊放在長木板上,木板固定在水平桌面上,物塊的一端與電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連,另一端前面有輕小動(dòng)滑輪,沙桶和彈簧秤通過繞在滑輪上的細(xì)繩相連。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電源的頻率為50Hz。開始實(shí)驗(yàn)時(shí),在沙桶中放入適量細(xì)沙,滑塊開始做勻加速運(yùn)動(dòng),在紙帶上打出一系列小點(diǎn)。(板上面空間的細(xì)繩均水平,不計(jì)滑輪的摩擦)

1)該實(shí)驗(yàn)是否需要滿足沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于車的質(zhì)量?______(填需要不需要

2)圖2給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶的一部分,01、2、3、4、56是計(jì)數(shù)點(diǎn),每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)(圖中未標(biāo)出),計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖2所示。則計(jì)數(shù)點(diǎn)3對應(yīng)的速度v=______m/s;本次實(shí)驗(yàn)物塊對應(yīng)的加速度a=______m/s2(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。

3)改變沙桶內(nèi)細(xì)沙的質(zhì)量,測量出對應(yīng)的加速度a和彈簧秤的示數(shù)F。若用圖像法處理數(shù)據(jù),得到了如圖3所示的一條傾斜的直線,如果該圖線的橫軸截距的大小等于b,斜率的大小為k,且重力加速度g為已知,則動(dòng)摩擦因數(shù)μ=______。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一個(gè)內(nèi)壁光滑、密閉性能良好的絕熱汽缸,開口向下豎直吊在天花板下,開口處有水平卡環(huán)(阻止活塞從汽缸口脫落)。質(zhì)量與厚度均不計(jì)的絕熱活塞橫截面積S2×103m2,與汽缸底部之間封閉了一定質(zhì)量的理想氣體,氣體溫度T0=300K。此時(shí)活塞與汽缸底部之間的距離h=24cm,活塞距汽缸口卡環(huán)上端距離l=10cm,汽缸所處大氣壓強(qiáng)p0=1.0×105Pa,重力加速度g10m/s2。

(1)若對汽缸緩慢加熱使活塞繼續(xù)下移,使汽缸內(nèi)氣體處環(huán)境溫度升高到T1=320K,求此時(shí)活塞與汽缸底部之間的距離;

(2)若保持汽缸處溫度為T1=320K,將質(zhì)量為m10kg的物塊掛在活塞中央位置上,求活塞靜止時(shí),活塞下移的距離。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖(甲)所示,豎直放置的螺線管與導(dǎo)線abcd構(gòu)成回路,abcd所圍區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的變化的勻強(qiáng)磁場,螺線管下方的水平桌面上放置一導(dǎo)體圓環(huán)。若圓環(huán)與桌面間的壓力大于圓環(huán)的重力,abcd區(qū)域內(nèi)磁場的磁感強(qiáng)度隨時(shí)間變化關(guān)系不可能是( 。

A.B.

C.D.

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【題目】如圖所示,兩個(gè)等量正點(diǎn)電荷放置在距原點(diǎn)距離相等的x軸上。設(shè)沿x軸、y軸方向?yàn)檎较,無窮遠(yuǎn)處電勢為零,則下列關(guān)于x軸上()區(qū)域和y軸上的場強(qiáng)E和電勢φ的圖像可能正確的是(

A.B.C.D.

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【題目】如圖,MNPQ兩條平行的光滑金屬軌道與水平面成θ角固定,軌道間距為l.空間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于軌道平面向上的勻強(qiáng)磁場。質(zhì)量為m的金屬桿ab水平放置在軌道上,其電阻為R.由靜止釋放ab,軌道足夠長且電阻不計(jì),重力加速度為g.求:

1)金屬桿ab速度的最大值;

2)當(dāng)金屬桿ab的加速度為a=gsinθ,回路的電功率.

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【題目】如圖為密閉鋼瓶中的理想氣體分子在T1、T2兩個(gè)不同溫度下的速率分布情況的柱形圖。由圖可知(

A.T2時(shí),氣體每個(gè)分子的速率都比T1時(shí)的大

B.T1對應(yīng)于氣體分子平均動(dòng)能較大的情形

C.分別將T1T2柱形圖頂端用平滑的曲線連接起來,則兩條曲線下的面積相等。

D.T1時(shí)相比,T2時(shí)氣體分子速率出現(xiàn)在0400m/s區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組用一只彈簧測力計(jì)和一個(gè)量角器等器材“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”,設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖固定在豎直木板上的量角器直邊水平,橡皮筋一端固定在量角器圓心O的正上方A點(diǎn),另一端系繩套1和繩套2。

(1)實(shí)驗(yàn)步驟如下:

彈簧測力計(jì)掛在繩套1上豎直向下拉橡皮筋,使橡皮筋的結(jié)點(diǎn)到達(dá)O點(diǎn),記下彈簧測力計(jì)的示數(shù)F;

彈簧測力計(jì)掛在繩套1上,手拉著繩套2,緩慢拉橡皮筋,使橡皮筋的結(jié)點(diǎn)達(dá)到O點(diǎn),此時(shí)繩套1沿方向,繩套2沿120°方向,彈簧測力計(jì)的示數(shù)為F1

根據(jù)力的平行四邊形定則計(jì)算繩套1的拉力F1′=________;

比較________________,即可初步驗(yàn)證力的平行四邊形定則。

(2)將繩套1方向緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)到60°方向,同時(shí)繩套2沿120°方向不變,此過程中保持橡皮筋的結(jié)點(diǎn)在O點(diǎn)不動(dòng),關(guān)于繩套1的拉力大小的變化,下列結(jié)論正確的是________

A.逐漸增大 B.先增大后減小

C.逐漸減小 D.先減小后增大

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