【題目】在豎直平面內(nèi)有水平向右、電場強度為E=1×104 N/C的勻強電場.在場中有一個半徑為R=2 m的光滑圓環(huán),環(huán)內(nèi)有兩根光滑的弦AB和AC,A點所在的半徑與豎直直徑BC成角.質(zhì)量為0.04 kg的帶電小球由靜止從A點釋放, 沿弦AB和AC到達圓周的時間相同.現(xiàn)去掉弦AB和AC,給小球一個初速度讓小球恰能在豎直平面沿環(huán)內(nèi)做圓周運動,取小球圓周運動的最低點為電勢能和重力勢能的零點,下列說法正確的是(,g=10 m/s2)( )
A. 小球所帶電量為q=3.6×10-5 C
B. 小球做圓周過程中動能最小值是0.5 J
C. 小球做圓周運動從B到A的過程中機械能逐漸減小
D. 小球做圓周運動的過程中對環(huán)的最大壓力是3.0N
【答案】BCD
【解析】
A項:對小球進行受力分析如圖所示
可得mgtan37°=qE,解得小球的帶電量為:,故A錯誤;
B項:由于重力和電場力都是恒力,所以它們的合力也是恒力,在圓上各點中,小球在平衡位置A點的勢能(重力勢能和電勢能之和)最小,在平衡位置的對稱點B點,小球的勢能最大,由于小球總能量不變,所以在B點的動能,對應速度最小,在B點,小球受到的重力和電場力,其合力作為小球做圓周運動的向心力,而繩子的拉力恰為零,有:,而,所以 ,故B正確;
C項:由于總能量保持不變,即,B到A過程中電場力做負功,電勢能增大,機械能減小,故C正確;
D項:將重力與電場力等效成新的“重力場”,新“重力場”方向與豎直方向成,等效重力,等效重力加速度為,小球恰好能做圓周運動,在最高點即A點速度為,小球的初速度為,由動能定理得: ,在C點由牛頓第二定律有:,聯(lián)立解得:,故D正確。
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【題目】某小組同學在測某特殊電池的電動勢和內(nèi)阻時所用器材如下:
A.某特殊電池:電動勢約為3 V,內(nèi)阻約為1 Ω;
B.電壓表V:量程0~3 V,內(nèi)阻為幾千歐;
C.電流表A:量程0~100 mA,內(nèi)阻為4.5 Ω;
D.標準電阻R0:0.5 Ω;
E.滑動變阻器R:0~20 Ω;
F.開關(guān)、導線若干。
(1)該小組同學設(shè)計了甲、乙、丙三個實驗電路,其中可行的是____。
(2)選擇(1)中正確的電路后,該小組閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器,多次測量得出多組電壓表示數(shù)U和電流表示數(shù)I,通過描點畫出電源的U-I圖象如圖丁所示,則該特殊電池的電動勢E=___V、內(nèi)阻r=____Ω。(結(jié)果均保留兩位小數(shù))
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【題目】傾角、質(zhì)量M=2kg的斜面體靜止在水平面上,一個質(zhì)量m=1kg的物塊(可視為質(zhì)點)鎖定在斜面頂端,解除物塊的鎖定,同時給物塊施加一個平行斜面的恒力F,結(jié)果物塊從斜面頂端運動到斜面底端所用時間為2s,斜面體始終保持靜止,已知斜面長為2m,物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.5,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,g=10 m/s2,,.求:
(1)拉力F的大。
(2)物塊在斜面上運動的過程中,地面對斜面體的摩擦力和支持力.
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【題目】全球首創(chuàng)超級電容儲存式現(xiàn)代電車在中國寧波基地下線,沒有傳統(tǒng)無軌電車的“辮子”,沒有尾氣排放,乘客上下車的 30 秒內(nèi)可充滿電并行駛 5 公里以上,剎車和下坡時可把 80%的剎車能量轉(zhuǎn)化成電能回收儲存再使用,如圖為使用“3V、12000F”石墨烯納米混合型超級電容器的電車, 下列說法正確的是( )
A.該電容器的容量為 36000A·h
B.電容器放電,電量逐漸減少到 0,電容不變
C.電容器放電,電量逐漸減少到 0,電壓不變
D.若 30s 能充滿,則充電平均電流為 3600A
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【題目】如圖甲所示,平行長直導軌MN、PQ水平放置,兩導軌間距L=0.5m,導軌左端M、P間接有一阻值R=0.2Ω的定值電阻,其余電阻不計。導體棒ab質(zhì)量m=0.1kg,與導軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.1,導體棒垂直于導軌放在距離左端為d=1m處。整個裝置處在勻強磁場中,t=0時刻,磁場方向豎直向上,此后,磁感應強度B隨時間t的變化如圖乙所示,不考慮感應電流對磁場的影響。t=2s前導體棒ab保持靜止,t=2s時垂直導體棒ab施加一水平方向的外力F,使ab棒從靜止開始向右做加速度a=2m/s2的勻加速直線運動,已知外力作用后3s內(nèi)回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q=4.05J。求:
(1)t=1s時,通過導體棒ab電流I的大小和方向;
(2)t=1s時,導體棒ab受到的摩擦力Ff;
(3)t=2s到t=5s時間內(nèi)通過電阻的電量q;
(4)t=2s到t=5s時間內(nèi)外力F做的功WF。
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【題目】一列向左傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形如圖所示,該波源的振動周期為2s。則下列說法正確的是( )
A.該波的波速為1m/s
B.x=2m處的質(zhì)點P經(jīng)過1s后到達了坐標原點
C.t=0.8s時刻,x=2m處的質(zhì)點P向y軸負方向振動
D.t=1.0s時刻,x=2m處的質(zhì)點P向y軸正方向振動
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【題目】如圖所示,MN和PQ為豎直方向的兩平行長直金屬導軌,間距為0.4m,電阻不計。導軌所在平面與磁感應強度B為0.5T的勻強磁場垂直。質(zhì)量m為6.0×10-3kg電阻為1Ω的金屬桿ab始終垂直于導軌,并與其保持光滑接觸。導軌兩端分別接有滑動變阻器R2和阻值為3.0Ω的電阻R1。當桿ab達到穩(wěn)定狀態(tài)時以速率v勻速下滑,整個電路消耗的電功率P為0.27W。則( )
A.ab穩(wěn)定狀態(tài)時的速率v=0.4m/s
B.ab穩(wěn)定狀態(tài)時的速率v=0.6m/s
C.滑動變阻器接入電路部分的阻值R2=4.0Ω
D.滑動變阻器接入電路部分的阻值R2=6.0Ω
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【題目】磁流體發(fā)電是一種新型發(fā)電方式,圖甲和圖乙是其工作原理示意圖圖甲中的A、B是電阻可忽略的導體電極,兩個電極間的間距為d極板面積為S這兩個電極與負載電阻R相連。假設(shè)等離子體(高溫下電離的氣體;含有大量的正負帶電粒子)垂直于磁場進入兩極板間的速度均為v。整個發(fā)電裝置處于勻強磁場中,磁感應強度大小為B,方向如圖乙所示。
(1)請判斷流過電阻R的電流方向?
(2)請推導該磁流體發(fā)電機電動勢E的大;
(3)若等離子體的平均電阻率為ρ,當開關(guān)閉合后,求AB兩極間的電壓大小。
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【題目】如圖所示電路,R1是定值電阻,R2是滑動變阻器,L是小燈泡,C是電容器,電源內(nèi)阻為r.開關(guān)S閉合后,在滑動變阻器的滑片向上滑動過程中
A.電壓表示數(shù)變大
B.小燈泡變亮
C.電容器所帶電荷量增大
D.電源的總功率變大
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