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题文

如图所示,在竖直平面内,光滑绝缘直杆AC与半径为R的圆周交于B、C两点,在圆心处有一固定的正点电荷,B点为AC的中点,C点位于圆周的最低点。现有一质量为、电荷量为、套在杆上的带负电小球(可视为质点)从A点由静止开始沿杆下滑。已知重力加速度为,A点距过C点的水平面的竖直高度为3R,小球滑到B点时的速度大小为。求:
 
(1)小球滑至C点时的速度的大小;
(2)A、B两点的电势差
(3)若以C点为参考点(零电势点),试确定A点的电势。

科目 物理   题型 计算题   难度 中等
知识点: 电势
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⑴三个同学根据不同的实验条件,进行了“探究平抛运动规律”的实验:
①甲同学采用如图所示的装置,用小锤打击弹性金属片,金属片把A球沿水平方向弹出,同时B球被松开,自由下落,观察到两球同时落地,改变小锤打击的力度,使A球被弹出时的速度不同,两球仍然同时落地,这说明
②乙同学采用如图乙所示的装置,两个相同的斜槽轨道MN,分别用于发射小铁球PQ,其中N的末端作与光滑的水平板相切,两轨道上端分别装有电磁铁CD。斜槽轨道M到水平板的高度可调,但两轨道始终保持平行,因此小铁球PQ在轨道出口处的水平速度v0总是相等的。现将小铁球PQ分别吸在电磁铁CD上,然后同时切断电源,使两小球能以相同的初速度v0同时分别从轨道MN的下端AB射出,实验观察到的现象应是。若仅改变轨道M的高度(两轨道仍然保持平行),重复上述实验,仍能观察到相同的现象,这是因为
③丙同学采用频闪摄影法拍摄到如图丙所示的“小球做平抛运动”的照片,图中每个小方格代表的实际边长为L=2.5cm。由图可求得拍摄时每间隔时间T=s曝光一次,该小球平抛的初速度大小为m/s(取g=10m/s2)。
⑵某同学准备测电流表A1的内阻r1的精确值,现有如下器材:

A.电流表A1:量程100mA,内阻约5Ω
B.电压表V1:量程15V,内阻约15kΩ
C.电压表V2:量程3V,内阻约3kΩ
D.定值电阻器R0:阻值20Ω

E.滑动变阻器R1:0~10Ω,额定电流为1A
F.滑动变阻器R2:0~1000Ω,额定电流为0.2A
G.电源E:电动势为6V,内阻较小
H.导线、电键
①要求电流表A1的示数从零开始变化,且能多测几组数据,尽可能减小误差,在如图虚线方框中画出测量用的电路图,并在图中标出所用器材的代号.
②若选测量数据中的一组来计算电流表A1的内阻r1,则r1的表达式为,式中各符号的意义是

(1)(6分)一组同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验中,用正确的操作方法,测定了6组摆长L和周期T的对应值。为了求出当地的重力加速度g,4位同学提出了4种不同的处理方法:
A.从测定的6组对应值中任意选取1组,用公式g=4π2L/T2求出g作为测量值
B.先分别求出6个L值的平均值求出g作为测量值
C.先分别用6组LT的对应值,用公式g=4π2L/T2求出6个对应的g值,再求这6个的平均值作为测量值
D.在坐标纸上作出T2L图象,从图中计算出图线的斜率k,根据g=4π2/k求出g作为测量值
你认为以上4种方法中,错误的是哪一种    (填代号即可),其余正确方法中,偶然误差最小的是    (填代号即可)
(2)(10分)为测出量程为3 V,内阻约为2 kΩ电压表内阻的精确值。实验室中可提供的器材有:
电阻箱R,最大电阻为9 999.9 Ω定值电阻r1=5 kΩ,定值电阻r2=10 kΩ

电动势约为12 V,内阻不计的电源E,开关、导线若干。
实验的电路图如图所示,先将R调到最大连好电路,再调节电阻箱R的电阻值,使得电压表的指针半偏,记下此时电阻箱R的电阻值R1;然后调节电阻箱R的值,使电压表的指针满偏,记下此时电阻箱R的电阻值R2
①实验中选用的定值电阻是
②此实验计算电压表内阻RV的表达式为RV
③若电源的内阻不能忽略,则电压表内阻RV的测量值将
A.偏大 B.不变 C.偏小 D.不能确定,要视电压表内阻的大小而定

某同学到实验室做“测电源电动势和内阻”的实验时,发现实验台上有以下器材:
待测电源(电动势约为4V,内阻约为2Ω);
一个阻值未知的电阻R0
电压表(内阻很大,有5V、15V两个量程)两块;
电流表(内阻约为5Ω,量程500mA);
滑动变阻器A(0~20Ω,3A);
滑动变阻器B(0~200Ω,0.2A);
电键一个,导线若干。
该同学想在完成学生实验“测电源电动势和内阻”的同时测出定值电阻R0的阻值,设计了如图所示的电路。实验时他用U1、U2、I分别表示电表V1、V2、A的读数。在将滑动变阻器的滑片移动到不同位置时,记录了U1、U2、I的一系列值。其后他在两张坐标纸上各作了一个图线来处理实验数据,并计算了电源电动势、内阻以及定值电阻R0的阻值。

根据题中所给信息解答下列问题:
(1)在电压表V1接入电路时应选择的量程是_________,滑动变阻器应选择_________(填器材代号“A”或“B”);
(2)在坐标纸上作图线时,用来计算电源电动势和内阻的图线的横坐标轴、纵坐标轴分别应该用_________、__________表示;用来计算定值电阻R0的图线的横坐标轴、纵坐标轴分别应该用_________、__________表示。(填“U1、U2、I”或由它们组成的算式)
(3)若实验中的所有操作和数据处理无错误,实验中测得的定值电阻R0的值________(选填“大于”、“小于”或“等于”)其真实值。

一多用电表的欧姆档有四个档,分别为×1Ω、×10Ω、×100Ω、×1000Ω,现用它来测一未知电阻,当用×10Ω档测量时,发现指针的偏转角很大,为了测量结果准确些,测量前应进行如下两项操作:先把选择开关旋到________档上,接着进行_______调零,然后再测量并读数。

图9-18所示,为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需要的器材实物图,器材规格如下:(1)待测电阻RX(约100Ω)(2)直流毫安表(量程0~10mA,内阻50Ω)(3)直流电压表(量程0~3V,内阻5kΩ)(4)直流电源(输出电压4V,允许最大电流1A)(5)滑动变阻器(阻值范围0~15Ω,允许最大电流1A)(6)电键一个,导线若干条。根据器材的规格和实验要求,在本题的实物图上连线。

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