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如图所示,有一质量为m,带电荷量为+q的小球(可视为质点),自竖直向下、场强为E的匀强电场中的P点静止下落.在距离P点正下方h处有一弹性绝缘挡板S(挡板不影响匀强电场的分布),小球每次与挡板S相碰后电荷量均减少到碰前的
(k>1),而碰撞过程中小球的机械能不发生损失.
(1)设匀强电场中,挡板S处电势φS=0,则电场中P点的电势φP为多少?小球在P点时的电势能EP为多少?
(2)小球从P点出发后到第一次速度变为零的过程中电场力对小球做了多少功?
(3)求在以后的运动过程中,小球距离挡板的最大距离l.
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如图所示,在倾角为θ=30°的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A.B,它们的质量均为为m,弹簧的劲度系数为k,C为一固定挡板,系统处于静止状态。现开始用一沿斜面方向的力F拉物块A使之向上匀加速运动,当物块B刚要离开C 时F的大小恰为2mg。求:
(1)从F开始作用到物块B刚要离开C的时间。
(2)到物块B刚要离开C时力F所做的功
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如图甲所示,真空中的电极K连续不断地发出电子(电子的初速度可忽略不计),经电压为u的电场加速,加速电压u随时间t变化的图象如图乙所示。每个电子通过加速电场的过程时间极短,可认为加速电压不变。电子被加速后由小孔S穿出,沿两个彼此靠近且正对的水平金属板A、B间中轴线从左边缘射入A、B两板间的偏转电场,A、B两板长均为L=0.20m,两板之间距离d=0.050m,A板的电势比B板的电势高。A、B板右侧边缘到竖直放置的荧光屏P(面积足够大)之间的距离b=0.10m。荧光屏的中心点O与A、B板的中心轴线在同一水平直线上。不计电子之间的相互作用力及其所受的重力,求:
(1)要使电子都打不到荧光屏上,则A、B两板间所加电压U应满足什么条件;
(2)当A、B板间所加电压U'=50V时,电子打在荧光屏上距离中心点O多远的范围内。
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如图所示,竖直放置的两块足够大的带电平行板间形成一个方向水平向右的匀强电场区域,场强E=3×104 N/C.在两板间用绝缘细线悬挂一个质量m=5×10-3 kg的带电小球,静止时小球偏离竖直方向的夹角θ=60°(g取10 m/s2).试求:
(1)小球的电性和电荷量;
(2)若小球静止时离右板d=5
×10-2 m,剪断悬线后,小球经多少时间碰到右极板.
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如图所示装置可用来验证机械能守恒,直径为d的摆球A拴在长为L的不可伸长的轻绳一端(L>>d),绳的另一端固定在O点,O点正下方摆球重心经过的位置固定光电门B。现将摆球拉起,使绳偏离竖直方向成θ角时由静止开始释放摆球,当其到达最低位置时,光电门B记录的遮光时间为t。
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⑴如图为50分度游标卡尺测量摆球A的直径d= mm。
⑵摆球到达最低点的速度v= (用题中字母表示)。
⑶写出满足机械能守恒的表达式 (用题中字母表示)。
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某实验小组应用如图甲所示装置“探究加速度与物体受力的关系”,已知小车的质量为M,砝码及砝码盘的总质量为m,所使用的打点计时器所接的交流电的频率为50 Hz.实验步骤如下:
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A.按图甲所示,安装好实验装置,其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直;:
B.调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车能沿长木板向下匀速运动;
C.挂上砝码盘,接通电源后,再放开小车,打出一条纸带,由纸带求出小车的加速度;
D.改变砝码盘中砝码的质量,重复步骤C,求得小车在不同合力作用下的加速度.
根据以上实验过程,回答以下问题:
(1)对于上述实验,下列说法正确的是 .
A.小车的加速度与砝码盘的加速度大小相等
B. 弹簧测力计的读数为小车所受合外力
C.实验过程中砝码处于超重状态
D.砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量
(2)实验中打出的一条纸带如图乙所示,由该纸带可求得小车的加速度为 m/s2.(结果保留2位有效数字)
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(3)由本实验得到的数据作出小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图像(见上图),与本实验相符合是____________.
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如图所示,空间存在一匀强电场,其方向与水平方向间的夹角为30°,A、B与电场垂直,一质量为m,电荷量为q的带正电小球以初速度v0从A点水平向右抛出,经过时间t小球最终落在C点,速度大小仍是v0,且
,则下列说法中正确的是 ( )
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A.电场方向沿电场线斜向上 B.电场强度大小为![]()
C.小球下落高度
D.此过程增加的电势能等于![]()
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如图所示,在光滑绝缘的水平桌面上方固定着电荷量大小相等的两个点电荷q1、q2,一个带电小球(可视为点电荷)恰好围绕O点在桌面上做匀速圆周运动。已知O、q1、q2在同一竖直线上,下列判断正确的是:( )
A.圆轨道上的电势处处相等
B.圆轨道上的电场强度处处相同
C.点电荷q1对小球的库仑力是吸引力
D.q1、q2可能为异种电荷
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宇航员在探测某星球时有如下发现:(1)该星球带负电,而且带电均匀;(2)该星球表面没有大气;(3)在一次实验中,宇航员将一个带电小球(小球的带电量远小于星球的带电量)置于离星球表面某一高度处无初速释放,带电小球恰好能处于悬浮状态。如果选距星球表面无穷远处为电势零点,则根据以上信息可以推断( )
A.小球一定带负电
B.小球的电势能一定小于零
C.只改变小球的电荷量,从原高度无初速释放后,小球仍将处于悬浮状态
D.只改变小球离星球表面的高度,无初速释放后,小球仍将处于悬浮状态
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