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题文

如图,两根长均为2L的圆柱形绝缘细管,用很短的一段内壁光滑的弯管平滑连接成管道ABC,管道固定于竖直平面内,其中 AC沿水平方向,。一柔软匀质绝缘细绳置于管道AB内,细绳的右端刚好绕过管道B处连接一小球(直径略小于管道内径),系统处于静止状态。已知绳和小球的质量均为m、与细管的动摩擦因数均;细绳长L,小球带电量为+q,整个系统置于竖直向下、场强的匀强电场中,重力加速度为g。现对小球施加一沿BC管道向下的拉力。

(1)当小球滑动时,拉力大小为F,求此时小球的加速度大小a;
(2)求小球从开始运动到下滑过程,系统改变的势能△E;
(3)拉力至少需对小球做多少功,才能使整条细绳离开管口C?

科目 物理   题型 计算题   难度 中等
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一平行板电容器长l=10 cm,宽a=8 cm,板间距d=4 cm,在板左侧有一足够长的“狭缝”离子源,沿着两板中心平面,连续不断地向整个电容器射入离子,它们的比荷均为2×1010 C/kg,速度均为4×106 m/s,距板右端l/2处有一屏,如图甲所示,如果在平行板电容器的两极板间接上如图乙所示的交流电,由于离子在电容器中运动所用的时间远小于交流电的周期,故离子通过电场的时间内电场可视为匀强电场,不计离子重力.试求:

(1)离子打在屏上的区域面积;
(2)在一个周期内,离子打到屏上的时间.

如图所示,空间存在着场强为E=2.5×102 N/C、方向竖直向上的匀强电场,在电场内一长为L=0.5 m的绝缘细线,一端固定在O点,另一端拴着质量为m=0.5 kg、电荷量为q=4×10-2 C的小球.现将细线拉直到水平位置,使小球由静止释放,当小球运动到最高点时细线受到的拉力恰好达到它能承受的最大值而断裂.取g=10 m/s2.求:

(1)小球的电性;
(2)细线能承受的最大拉力;
(3)当细线断裂后,小球继续运动到与O点水平方向距离为L时(仍在匀强电场中),小球距O点的高度.

如图所示为用电动机提升重物的装置,电动机线圈的电阻r="1" Ω,电动机两端的电压U="5" V,电路中的电流I="1" A,物体A重G="20" N,不计摩擦力,则:


(1)电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少?
(2)10 s内,可以把重物A匀速提升多高?

如图所示,R为电阻箱,V为理想电压表.当电阻箱读数为R1=2 Ω时,电压表读数为U1=4 V;当电阻箱读数为R2=5 Ω时,电压表读数为U2=5 V.求:

(1)电源的电动势E和内阻r;
(2)当电阻箱R读数为多少时,电源的输出功率最大?最大值Pm为多少?

如图所示,匀强电场中有一直角三角形ABC,∠ACB=90°,∠ABC=30°,BC=20cm已知电场线的方向平行于三角形ABC所在平面。将电荷量q=2×10-5C的正电荷从A移到B点电场力做功为零,从B移到C点克服电场力做功1.0×10-3J。试求:

(1)该电场的电场强度大小和方向;
(2)若将C点的电势规定为零时,B点的电势。

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