题目内容
如图所示,EF与GH间为一无场区.无场区左侧A、B为相距为d、板长为L的水平放置的平行金属板,两板上加某一电压从而在板间形成一匀强电场,其中A为正极板.无场区右侧为一点电荷Q形成的电场,点电荷的位置O为圆弧形细圆管CD的圆心,圆弧半径为R,圆心角为120°,O、C在两板间的中心线上,D位于GH上.一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子以初速度v0沿两板间的中心线射入匀强电场,粒子出匀强电场经无场区后恰能进入细圆管,并做与管壁无相互挤压的匀速圆周运动.(不计粒子的重力、管的粗细)求:
(1)O处点电荷Q的电性和电荷量;
(2)两金属板间所加的电压。
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(1)负电
(2)0
解析 (1)由几何关系知,粒子在D点速度方向与水平方向夹角为30°,进入D点时速
度v=
=
v0 ①
在细管中做与管壁无相互挤压的匀速圆周运动,故Q带负电且满足k
=m
②
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某实验小组利用弹簧秤和刻度尺,测量滑块在木板上运动的最大速度。
实验步骤:①用弹簧秤测量滑块和橡皮泥的总重力,记作G.
②将装有橡皮泥的滑块放到水平木板上,通过水平细绳和弹簧秤相连,如图甲所示。在A端向右拉动木板,待弹簧秤示数稳定后,将读数记作F.
③改变滑块上橡皮泥的质量,重复步骤①②,实验数据如下表所示:
| G/N | 1.50 | 2.00 | 2.50 | 3.00 | 3.50 | 4.00 |
| F/N | 0.59 | 0.83 | 0.99 | 1.22 | 1.37 | 1.61 |
④如图乙所示,将木板固定在水平桌面上,滑块置于木板上左端C处,细绳跨过定滑轮分别与滑块和重物P连接,保持滑块静止,测量重物P离地面的高度h。
⑤滑块由静止释放后开始运动并最终停在木板上的D点(未与滑轮相碰),测量C、D间的距离r。
(1)根据表中数据在给定坐标纸(见答题卡)上做出F-G图像。
(2)由图线求得滑块和木板间的动摩擦因数
_____.(保留两位有效数字)
(3)滑块最大速度的大小v=_______.(用h,r,
和重力加速度g表示)