[题目]如图所示.现有一个带正电小物块.质量m＝20 g.电荷量q＝2×10-4 C.与水平轨道之间的动摩擦因数μ＝0.2.处在水平向左的匀强电场中.电场强度E＝1×103 V/m．在水平轨道的末端N处.连接一个光滑的半圆形轨道.半径R＝40 cm.取g＝10 m/s2.求:⑴若小物块恰好能运动到轨道的最高点.则小物块在轨道最高点时速度的大小,⑵若小物块恰好能� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】如图所示，现有一个带正电小物块，质量m＝20 g，电荷量q＝2×10－4 C，与水平轨道之间的动摩擦因数μ＝0.2，处在水平向左的匀强电场中，电场强度E＝1×103 V/m．在水平轨道的末端N处，连接一个光滑的半圆形轨道，半径R＝40 cm，取g＝10 m/s2，求：

⑴若小物块恰好能运动到轨道的最高点，则小物块在轨道最高点时速度的大小；

⑵若小物块恰好能运动到轨道的最高点，则小物块应该从距N点多远处由静止释放？

⑶若在上小题的位置释放小物块，则在从释放到最高点的过程中，小物块在距水平地面多高处动能最大？（结果可保留根号）

【答案】（1）1.25m（2）1.25m处开始释放（3）0.12m

【解析】试题分析：（1）根据重力提供向心力，即可求解；（2）根据动能定理，结合力做功的正负，即可求解；（3）根据计算数据，得出电场力与重力相等，电场力与重力的合力沿半径方向时，小物块的速度最大，从而求解．

（1）物块能通过轨道最高点的临界条件是，解得

（2）设小物块释放位置距N处为x：

解得

即小物块应该从在水平位置距N处为1.25m处开始释放

（3）因为,所以

当电场力与重力的合力沿半径方向时，小物块的速度最大，也就是动能最大。

此时，物块与圆心连线与竖直方向成45°，

则

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(1)把电压表量程扩大，实验电路如图甲所示，实验步骤如下，完成填空：

第一步：按电路图连接实物

第二步：把滑动变阻器滑片移到最右端，把电阻箱阻值调到零

第三步：闭合开关，把滑动变阻器滑片调到适当位置，使电压表读数为3V

第四步：把电阻箱阻值调到适当值，使电压表读数为________V

第五步：不再改变电阻箱阻值，保持电压表和电阻箱串联，撤去其他线路，即得量程为15V的电压表.

(2)实验可供选择的器材有：

A.电压表(量程为3V，内阻约2kΩ)

B.电流表(量程为3A，内阻约0.1Ω)

C.电阻箱(阻值范围0～9999Ω)

D.电阻箱(阻值范围0～999Ω)

E.滑动变阻器(阻值为0～20Ω，额定电流2A)

F.滑动变阻器(阻值为0～20kΩ)

则电阻箱应选________，滑动变阻器应选________.

(3)用该扩大了量程的电压表(电压表的表盘没变)，测电池电动势E和内阻r，实验电路如图乙所示，得到多组电压U和电流I的值，并作出U－I图线如图丙所示，可知电池的电动势为________V，内阻为________Ω.

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