【题目】如图所示,一质量为m、电荷量为q的小球在电场强度为E、区域足够大的匀强电场中,以初速度v0沿ON在竖直面内做匀变速直线运动.ON与水平面的夹角为30°,重力加速度为g,且mg=Eq,则( )
A. 电场方向竖直向上
B. 小球运动的加速度大小为g
C. 小球上升的最大高度为
D. 若小球在初始位置的电势能为零,则小球电势能的最大值为
【答案】BD
【解析】
小球做匀变速直线运动,合力应与速度在同一直线上,即在ON直线上,因,所以电场力与重力关于ON对称,根据数学知识得:电场力与水平方向的夹角应为,受力情况如图一所示,合力沿ON方向向下,大小为,所以加速度为,方向沿ON向下.故A错误;由题意可得:小球做匀变速直线运动,合力应与速度在同一直线上,即在ON直线上,因mg=Eq,所以电场力Eq与重力关于ON对称,根据数学知识得:电场力qE与水平方向的夹角应为30°,受力情况如图一所示,合力沿ON方向向下,大小为mg,所以加速度为g,B项正确;经对A的分析可知,小球做匀减速直线运动,由运动学公式可得最大位移为,则最大高度为,故C错误;若小球在初始位置的电势能为零,在减速运动至速度为零的过程中,小球克服电场力做功和克服重力做功是相等的,由能量的转化与守恒可知,小球的初动能一半转化为电势能,一半转化为重力势能,初动能为,小球的最大电势能为,故D正确。
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【题目】S为一离子源,它能机会均等地向MN右方空间各方向持续地大量发射相同的正离子,离子质量为m,电量为q,速率为v0.在S右侧有一半径为R的圆屏,OO′ 是过其圆心且垂直圆面的中心轴线。试对下面两种加入电场的情形求解(不考虑离子的重力和离子之间的相互作用):
(1)如果S与圆屏间有范围足够大的电场强度为E的匀强电场,方向垂直屏向左,要使由S发射的离子能打到屏上,求S与屏的最大距离。
(2)如果S与圆屏间有范围足够大的电场强度为E的匀强电场,方向垂直屏向右,要使S发射的所有离子都能打到屏上,求S与屏的最大距离。
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【题目】为了求出楼房高度,让一石子从楼顶自由下落,空气阻力不计,测出下列哪个物理量的值能计算出楼房的高度(当地重力加速度g已知)( )
A. 石子开始下落1s内的位移
B. 石子落地时的速度
C. 石子最后1s内的位移
D. 石子通过最后1m的时间
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【题目】如图所示,A和B为竖直放置的平行金属板,在两极板间用绝缘线悬挂一带电小球。开始时开关S闭合且滑动变阻器的滑动头P在a处,此时绝缘线向右偏离竖直方向。(电源的内阻不能忽略)下列判断正确的是( )
A. 小球带负电
B. 当滑动头从a向b滑动时,绝缘线的偏角θ变大
C. 当滑动头从a向b滑动时,电流表中有电流,方向从上向下
D. 当滑动头停在b处时,电源的输出功率一定大于滑动头在a处时电源的输出功率
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【题目】如图所示,光滑水平面上有一异形滑块ABCD在向左做匀变速运动,竖直平面内存在匀强电场,斜面BC和AB光滑绝缘,上面分别有两个质量均为m的小球a、b相对滑块静止,其中小球b带负电,电荷量大小为q,小球a不带电。重力加速度为g,则下列说法中正确的是
A. 滑块加速度大小为
B. 滑块加速度大小为
C. 电场强度的最小值为
D. 电场强度的最小值为
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【题目】如图所示,MPQO为有界的竖直向下的匀强电场,电场强度为E,ACB为光滑固定的半圆形轨道,轨道半径为R,A、B为圆水平直径的两个端点,AC为圆弧。一个质量为m,电荷量为-q的带电小球,从A点正上方高为H处由静止释放,并从A点沿切线进入半圆轨道。不计空气阻力及一切能量损失,关于带电小球的运动情况,下列说法正确的是( )
A. 小球在AC部分不可能做匀速圆周运动
B. 若小球能从B点离开,上升的高度一定小于H
C. 小球一定能从B点离开轨道
D. 小球到达C点的速度可能为零
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【题目】某同学通过实验测定一捆长度约为100m的铜导线(电阻约为1.5Ω)的实际长度,首先利用螺旋测微器测量其直径,如图1所示,再利用图2所示的电路测出铜导线的电阻。
可供使用的器材有
电流表:量程0.6A,内阻约0.2Ω;
电压表:量程3V,内阻约9kΩ;
滑动变阻器R1:最大阻值5Ω;
滑动变阻器R2:最大阻值20Ω;
定值电阻:Ro=3Ω
电源:电动势6V,内阻可不计;
开关、导线若干
回答下列问题:
(1)由图1可知,铜导线的直径D= _____________mm;
(2)实验中滑动变阻器应选_____________(选填“R1”或“R2"”),闭合开关S前应将滑片移至_____________(选填“a”或“b”)端
(3)根据图2所示的实物图,在方框内画出其电路图________;(铜导线用电阻元件符号表示)
(4)调节滑动变阻器,电压表的示数为U,电流表的示数为I,铜的电阻率为ρ,不考虑电表内阻对实验的影响,则导线的长度为_____________ (用已知和所测量的字母表示)。
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【题目】如图所示,在竖直平面内的平面直角坐标系xoy中,x轴上方有水平向右的匀强电场,有一质量为m,电荷量为﹣q(﹣q<0)的带电绝缘小球,从y轴上的P(0,L)点由静止开始释放,运动至x轴上的A(﹣L,0)点时,恰好无碰撞地沿切线方向进入在x轴下方竖直放置的四分之三圆弧形光滑绝缘细管.细管的圆心O1位于y轴上,交y轴于点B,交x轴于A点和C(L,0)点.该细管固定且紧贴x轴,内径略大于小球外径.小球直径远小于细管半径,不计一切阻力,重力加速度为g.求:
(1)匀强电场的电场强度的大小;
(2)小球运动到B点时对管的压力的大小和方向;
(3)小球从C点飞出后会落在x轴上的哪一位置.
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【题目】如图所示,A、B为一对平行板,板长为L,两板间的距离为d,板间区域内充满着匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里,一个质量为m,带电荷量为+q的带电粒子自静止开始经M、N两平行金属板间的电场加速后,从A、B两板的中间沿垂直于磁感线的方向射入磁场.(不计粒子的重力)求:
(1)若粒子的初速度为0,M、N两板间的电压为U,求射出电场时粒子的速度大小.
(2)粒子以上述速度射入匀强磁场后做圆周运动的半径是多大?
(3)MN两极板间的电压U应在什么范围内,粒子才能从磁场内射出?
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