题目内容
【题目】一半径为R的光滑圆环竖直放在水平向右的场强为E的匀强电场中,如图所示,环上a、c是竖直直径的两端,b、d是水平直径的两端,质量为m的带负电小球套在圆环上,并可沿环无摩擦滑动,已知小球自a点由静止释放,沿abc运动到d点时速度恰好为零,由此可知( )
A. 小球所受重力与电场力大小相等
B. 小球在d点时的电势能最小
C. 小球在b点时的机械能最大
D. 小球在圆环上b、c中点时的动能最大
【答案】ACD
【解析】
根据动能定理研究小球从a到d的过程,可得到重力与电场力的关系;小球由a点释放,受到重力、电场力和环的弹力作用,根据电场力做功与电势能变化的关系得到电势能的变化情况,根据动能定理判断动能的变化情况.
A、D、根据动能定理,从a到d过程,有:mgR-qER=0,解得qE=mg,即电场力与重力大小相等,故A正确;
B、根据功能关系,电场力做正功,电势能减小;电场力向左,故运动到b点时电场力做的正功最多,电势能减少的最多,故电势能最小,故B错误;
C、根据功能关系,除重力外其余力做功等于机械能的增加量;小球受到重力、电场力和环的弹力作用,弹力沿径向,速度沿着切向,故弹力一直不做功,除重力外只有电场力做功,由于电场力水平向左,故运动到b点时,电场力做的功最多,机械能增量最大,故小球在b点时,机械能最大,故C正确;
D、电场力与重力大小相等,故重力场和电场的复合场中的最低点在bc段圆弧的中点处,小球运动到此处时动能最大;故D正确.
故选ACD.
【题目】(12分)在“测定金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准,待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图1所示,其读数应为___________mm(该值接近多次测量的平均值);
(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx.实验所用器材为:电池组(电动势为3V,内阻约1Ω)、电流表(内阻约0.1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)、滑动变阻器R(0~20Ω,额定电流2A)、开关、导线若干. 某小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下:
次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
U/V | 0 | 0.10 | 0.30 | 0.70 | 1.00 | 1.50 | 1.70 |
I/A | 0 | 0.020 | 0.060 | 0.160 | 0.220 | 0.340 | 0.460 |
由以上数据可知,他们测量Rx是采用图2中的_________图;
(3)图3是测量Rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端.请根据图(2)所选的电路图,补充完成图3中实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏;
(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系,如图4所示,请根据实验记录数据描绘出U─I图线,由图线得到金属丝的阻值Rx=___________(保留两位有效数字);
(5)根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为___________(填选项前的符号)。
A.1×10-2m B.1×10-3m C.1×10-6m D.1×10-8m