【题目】把一个质量为、带正电荷且电量为
的小物块放在一个水平轨道的
点上,在轨道的
点有一面与轨道垂直的固定墙壁.轨道处于匀强电场中,电场强度的大小为
,其方向与轨道(
轴)平行且方向向左.若把小物块
从静止状态开始释放,它能够沿着轨道滑动.已知小物块
与轨道之间的动摩擦因数
,
点到墙壁的距离为
,若
与墙壁发生碰撞时,其电荷
保持不变,而且碰撞为完全弹性碰撞(不损失机械能).求:
(1)如果在点把小物块从静止状态开始释放,那么它第
次撞墙后瞬时速度为零的位置坐标
的表达式分别是什么?
(2)如果在点把小物块从静止状态开始释放,那么它最终会停留在什么位置?从开始到最后它一共走了多少路程(
)?
(3)如果在点瞬间给小物块一个沿着
轴向右的初始冲量,其大小设为
,那么它第一次又回到
点时的速度(
)大小为多少?它最终会停留在什么位置?从开始到最后它一共走了多少路程(
)?
【答案】(1)(2)
(3)
【解析】试题分析:(1)分析滑块在水平方向的受力情况,根据功能关系列式分别求出速度为零的位置坐标.(2)由于克服摩擦力做功,滑块的机械能不断减小,最终停在O点,对全过程运用功能关系列式,求总路程.滑动摩擦力做功与总路程有关.(3)由动量定理得到滑块获得的初速度,再运用功能关系列式,求出第一次又回到P点时的速度大小,确定出最终停止的位置,对整个过程,由功能关系求总路程.
(1)根据题意分析知,小物块沿着轨道滑动时,水平方向上受到二力:滑动摩擦力
和电场力
,而且总有:
取墙面为零电势面,则在这一运动过程中应用功能关系有:
联立得:
(2)它最终会停留在点,对从开始到最终的整个运动过程应用功能关系有:
解得:
(3)由动量定理知,小物块获得一个向右的初始冲量,那么向右运动的初速度:
设第一次瞬时速度为零的位置坐标为取墙面为零电势面,则在这一运动中应用功能关系有:
得:
同上道理,对从开始互第一次又回到点,这一过程应用功能关系有:
解得:
又
解得:
小物块最终会停留在点,设从开始到最后一共走的路程为
,全过程应用功能关系有:
解得:
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【题目】(10分)如图所示,线圈abcd的面积是0.05 m2,共100匝,线圈电阻为1 Ω,外接电阻R=9 Ω,匀强磁场的磁感应强度B=T,当线圈以300 r/min的转速匀速旋转时,
求:(1)若从线圈处于中性面开始计时,写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式.
(2)线圈转过s时,电动势的瞬时值多大?
(3)电路中电压表和电流表的示数各是多少?
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【题目】如图,已知地球半径为R,高空圆形轨道3距地面高h=2R,椭圆轨道2与近地轨道1和轨道3分别相切于a、b两点,当卫星分别在这些轨道上运行时,下列说法中正确的是(忽略空气阻力)( )
A. 卫星在轨道2上运行至a点和b点时的加速度大小相等
B. 卫星分别在轨道1和轨道3上运行时的速度大小相等
C. 卫星在轨道2上运行至a、b两点时机械能相等
D. 卫星分别在轨道1和轨道3上运行时的周期相等
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【题目】空间某一静电场的电势在
轴上分布如图所示,
轴上两点B、C点电场强度在
方向上的分量分别是
、
,下列说法中正确的有( )
A. 的大小大于
的大小
B. 的方向沿
轴正方向
C. 电荷在点受到的电场力在
方向上的分量最大
D. 负电荷沿轴从
移到
的过程中,电场力先做正功,后做负功
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【题目】如图所示,带正电的金属滑块质量为m,电荷量为q,放在粗糙绝缘水平面上,水平面上方有水平向右的匀强电场,电场强度大小为,如果在A点给的滑块一个向左的大小为v的初速度,运动到B点速度恰好为零,AB的距离为x,则下列说法正确的是
A. 滑块运动到B点后将返回向A运动,来回所用时间相同
B. 滑块运动到B点后将返回向A运动,到A点时速度大小仍为v
C. A、B两点间电势差为
D. 滑块与绝缘水平面间的动摩擦因数为
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【题目】某实验小组研究多用电表的使用。
(1)该小组通过一个多用电表的欧姆档直接测量某电压表(量程为10V)的内阻(大约为几十千欧),该多用电表刻度盘上电阻刻度的中间值为15。欧姆档的选择开关拨至_______(选填“×1k”或“×100Ω”)档,先将红、黑表笔短接调零后,选用图甲中___________(选填“A”或“B”)方式连接。
(2)该小组采用图乙所示的电路进行实验,来测量多用电表“×1k”档内部电池的电动势E,
①请将图丙中的实物连连接完整;______
②接通开关,改变滑动变阻器的阻值,得到多用电表和量程为300μA微安表的示数分别如图丁所示,多用电表和微安表的读数分别为________Ω和________μA;
③由以上信息可知多用电表“×1k”档内部电池的电动势为_______V(保留两位有效数字)。
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【题目】如图1所示,一个电阻不计,边长为1m的正方形单匝线圈被固定,正方形线圈内有一磁场与线圈平面垂直,磁感应强度B随时间t变化的规律如图2所示,将线圈的两端与理想变压器原线圈相连、开关闭合,副线圈接有定值电阻R0和磁敏电阻GMR(GMR的阻值随所处空间磁场的增大而增大),则下列说法正确的是
A. 线圈中产生的电动势的有效值2V
B. 若使电阻R0消耗的功率增大,则滑动触头P需上移
C. 当开关S由闭合到断开,副线圈中电流增大
D. 当GMR处的磁场增强时,变压器的输入功率减小
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【题目】如图所示,一个木箱原来静止在光滑水平面上,木箱内粗糙的底板上放着一个小木块。木箱和小木块都具有一定的质量。现使木箱获得一个向右的初速度v0,则( )
A. 小木块和木箱最终都将静止
B. 小木块最终将相对木箱静止,二者一起向右运动
C. 小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞,而木箱一直向右运动
D. 如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止,则二者将一起向左运动
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【题目】如图所示,在绝缘的斜面上方存在着沿水平向右的匀强电场,斜面上的带电金属块沿斜面滑下,已知在金属块滑下的过程中动能增加了12J,金属块克服摩擦力做功8J,重力做功24J,则以下判断正确的是( )
A. 金属块克服电场力做功8J
B. 金属块带正电荷
C. 金属块的机械能减少12J
D. 金属块的电势能减少4J
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