题目内容
如下图所示，现在有一个小物块，质量为m=80g，带上正电荷q=2
10－4C。与水平的轨道之间的滑动摩擦系数m =0.2，在一个水平向左的匀强电场中，E=103V/m，在水平轨道的末端N处，连接一个光滑的半圆形轨道，半径为R=40cm，取g =10m/s2，求：
（1）小物块恰好运动到轨道的最高点，那么小物块应该从水平哪个位置释放？
（2）如果在上小题的位置释放小物块，当它运动到P（轨道中点）点时对轨道的压力等于多少？
【命题立意】本题以匀强电场为背景，考查带电粒子在电场中的直线运动和圆周运动，考查牛顿定律和动能定理在电场中的应用。
【思路点拨】从最高点的临界速度入手，根据动能定理确定电场力做功的多少，即可求电荷释放的位置，根据动能定理确定P点速度，由牛顿定律确定物体在P点所受的支持力。
【答案】（1）15.25m （2）3.0N
【解析】（1）物块能通过轨道最高点的临界条件是
（1分）解得v=2m/s （1分）
设小物块释放位置距N处为s
（2分）
解得s=15.25m，即小物块应该从在水平位置距N处为15.25m处开始释放（1分）
（2）物块到P点时，
（2分）解得
（1分）
（1分）解得FN=3.0N 由牛顿第三运动定律可得物块对轨道的压力：
（1分）
当小灯泡发光时其灯丝的电阻会随着发光亮度的变化而发生变化。某同学为研究这一现象，按照自己设计的实验电路测量小灯泡的电流I和电压U，得到如下表所示的数据。
| I（A） | 0.12 | 0.22 | 0.29 | 0.34 | 0.38 | 0.42 | 0.45 | 0.47 | 0.49 | 0.50 |
| U（V） | 0.20 | 0.40 | 0.60 | 0.80 | 1.00 | 1.20 | 1.40 | 1.60 | 1.80 | 2.00 |
（1）请你根据上表数据的特点，在虚线框中画出实验电路图。可用的器材有：电压表、电流表、滑动变阻器（变化范围0~10Ω）、电源、小灯泡、电键、导线若干。
（2）在图示坐标纸上画出小灯泡的U－I曲线，并定性分析灯丝的电阻与灯泡发光亮度的变化关系 。
（3）如果将上面实验中使用的小灯泡接在电动势是1.5V，内阻是2.0Ω的电源两端，利用上面的U－I曲线可求出小灯泡的实际功率是 W，电源效率为 。
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