【題目】如圖甲所示，一端連接一質(zhì)量為1kg的帶正電小球的輕桿，可繞固定軸O在豎直面內(nèi)無摩擦轉(zhuǎn)動。豎直內(nèi)有方向豎直向下、場強E=1×103N/C的勻強電場。小球運動到最高點時的動能Ek與桿對球的作用力F間的關(guān)系如圖乙所示。取豎直向下為力F的正方向，重力加速度取g=10m/s2。求：

(1)小球所帶的電荷量；

(2)當(dāng)小球在最高點的速度為6m/s時，其運動到最低點的速度。

【答案】（1）（2）

【解析】試題分析：小球在最高點，根據(jù)牛頓第二定律和當(dāng)動能為零時，桿對球的力為： ，聯(lián)立即可求出小球所帶的電荷量；同理小球在最高點，根據(jù)牛頓第二定律和動能定理求出運動到最低點的速度。

（1）小球在最高點，根據(jù)牛頓第二定律可得：

根據(jù)乙圖可得，當(dāng)時，桿對球的力為：

聯(lián)立解得：

（2）小球在最高點，根據(jù)牛頓第二定律可得：

當(dāng)時，桿對球的力為： 聯(lián)立解得：

當(dāng)小球從最高點運動到最低點的過程中，

根據(jù)動能定理得：

解得：v2=10m/s

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某一物體做直線運動,其速度隨時間變化的v-t圖象如圖所示。下列說法正確的是 ( )

A. 在t=36s時，物體速度的方向發(fā)生了變化

B. 在0-44s內(nèi)，bc段對應(yīng)的加速度最大

C. 在36s-44s內(nèi)，物體的加速度為-6m/s2

D. 在36s-44s內(nèi)，物體的位移為192m

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】國家重大科學(xué)工程項目“EAST超導(dǎo)托卡馬克核聚變實驗裝置”實現(xiàn)了電子溫度超過5000萬度、持續(xù)時間達102秒的超高溫長脈沖等離子體放電，這是國際托卡馬克實驗裝置上電子溫度達到5000萬度持續(xù)時間最長的等離子體放電。該成果在未來聚變堆研究中具有里程碑意義，標(biāo)志著我國在穩(wěn)態(tài)磁約束聚變研究方面繼續(xù)走在國際前列。“EAST”部分裝置的簡化模型：要持續(xù)發(fā)生熱核反應(yīng)，必須把溫度高達幾百萬攝氏度以上的核材料約束在半徑分別為和的兩個同心圓之間的環(huán)形區(qū)域內(nèi)，等離子體只在半徑為的圓形區(qū)域內(nèi)反應(yīng)，環(huán)形區(qū)域存在著垂直于截面的勻強磁場。假設(shè)約束的核聚變材料只有氕核（）和氘核（），已知氕核（）的質(zhì)量為，電量為，兩個同心圓的半徑滿足，只研究在紙面內(nèi)運動的核子，不考慮核子間的相互作用，中子和質(zhì)子的質(zhì)量差異以及速度對核子質(zhì)量的影響。

（1）兩個氘核（）結(jié)合成一個氦核（）時，要放出某種粒子，同時釋放出能量，寫出上述核反應(yīng)方程；

（2）核聚變材料氕核（）和氘核（）具有相同的動能，為了約束從反應(yīng)區(qū)沿不同方向射入約束區(qū)的核子，求環(huán)形磁場區(qū)域所加磁場磁感應(yīng)強度B滿足的條件；

（3）若環(huán)形磁場區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強度為，氕核（）從圓心O點沿半徑方向以某一速度射入約束區(qū)，恰好經(jīng)過約束區(qū)的外邊界，求氕核（）運動的周期T。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，勻強磁場的磁感應(yīng)強度B=0.5T，邊長L=10cm的正方形線圈abcd共100匝，線圈電阻r=1Ω，線圈繞垂直于磁感線的對稱軸勻速轉(zhuǎn)動，角速度，外電路電阻R=4Ω，則

A. 轉(zhuǎn)動過程中感應(yīng)電動勢的最大值為3.14V

B. 由圖示位置（線圈平面與磁感線平行）轉(zhuǎn)過30°角時的瞬時感應(yīng)電動勢1.57V

C. 交變電壓表的示數(shù)2.23V

D. 線圈轉(zhuǎn)動一周外力做的功0.99J

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】為了測量某待測電阻Rx的阻值（約為30 Ω），有以下一些器材可供選擇：

電流表A1（量程為0～50 mA，內(nèi)阻約為10 Ω）；

電流表A2（量程為0～3 A，內(nèi)阻約為0.12 Ω）；

電壓表V1（量程為0～3 V，內(nèi)阻很大）；

電壓表V2（量程為0～15 V，內(nèi)阻很大）；

電源E（電動勢約為3 V，內(nèi)阻約為0.2 Ω）；

定值電阻R（20 Ω，允許最大電流為1.0 A）；

滑動變阻器R1（0～10 Ω，允許最大電流為2.0 A）；

滑動變阻器R2（0～1 kΩ，允許最大電流為0.5 A）；

單刀單擲開關(guān)S一個，導(dǎo)線若干。

根據(jù)以上器材設(shè)計電路，要求測量范圍盡可能大、精確度高。

（1）電流表應(yīng)選________，電壓表應(yīng)選________，滑動變阻器應(yīng)選________ (填寫器材符號) 。

（2）請在答題卡虛線框內(nèi)畫出測量電阻Rx的實驗電路圖__________（并在電路圖中標(biāo)出所用元件的對應(yīng)符號）。

（3）若電壓表示數(shù)為U，電流表示數(shù)為I，則待測電阻Rx的表達式為Rx=_______。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在勻強磁場中某處P放一個長度為L=20cm，通電電流I=0.5A的直導(dǎo)線，測得它受到的最大磁場力F=1.0N，其方向豎直向上，現(xiàn)將該通電導(dǎo)線從磁場撤走，則P處磁感應(yīng)強度為（ ）

A. 零

B. 10 T，方向豎直向上

C. 0.1 T，方向豎直向下

D. 10 T，方向肯定不沿豎直向上的方向

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示,平面直角坐標(biāo)系xOy的x軸水平向右,y軸豎直向下,將一個可視為質(zhì)點的小球從坐標(biāo)原點O沿x軸正方向以某一初速度向著一光滑固定斜面拋出,小球運動到斜面頂端a點時速度方向恰好沿斜面向下,并沿O,斜面滑下。若小球沿水平方向的位移和速度分別用x和vx表示,沿豎直方向的位移和速度分別用y和vy表示,則在小球從O點到余斜面底端b點的過程中,以上四個物理量隨時間變化的圖象可能是

A. B. C. D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示,一水平放置的固定汽缸,由橫截面積不同的兩個足夠長的圓筒連接而成,活塞A、B可以在圓筒內(nèi)無摩擦地沿左右滑動,它們的橫截面積分別為SA=30cm2、SB=15cm2,A、B之間用一根長為L=3m的細桿連接。A、B之間封閉著一定質(zhì)量的理想氣體,活塞A的左方和活塞B的右方都是大氣,大氣壓強始終保持P=1.0x105Pa。活塞B的中心連一根不可伸長的細線,細線的另一端固定在墻上,當(dāng)汽缸內(nèi)氣體溫度為T1=540K時,活塞B與兩圓簡連接處相距距l=1m,此時細線中的張力為F=30N

①求此時汽缸內(nèi)被封閉氣體的壓強;

②若緩慢改變汽缸內(nèi)被封閉氣體的溫度,則溫度為多少時活塞A恰好移動到兩圓筒連接處?

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在半徑為R、以坐標(biāo)原點O為圓心的半圓形區(qū)域內(nèi)，有相互垂直的勻強電場和勻強磁場，電場強度的大小為E、方向及x軸負方向，勻強磁場方向垂直于xOy平面。一帶正電的粒子（不計重力）從點沿y軸正方向以某一速度射入，帶電粒子恰好做勻速直線運動，經(jīng)時間從O點射出半圓形區(qū)域。若僅撤去磁場，帶電粒子仍從P點以相同的速度射入，則帶電粒子經(jīng)時間從半圓形區(qū)域的邊界射出。

（1）求勻強磁場的磁感應(yīng)強度的大小和方向。

（2）求在僅撤去磁場的情況下，粒子的加速度和粒子射出半圓形區(qū)域時的速度大小。

（3）若僅撤去電場，帶電粒子從O點沿y軸負方向射入，且速度為原來的4倍，求粒子在磁場中運動的時間。

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