在平行金属板间的水平匀强电场中,有一长为L的轻质绝缘棒OA,其一端可绕O点在竖直平面内自由转动,另一端A处有一带电量为-q且不计重力的小球,质量为m的绝缘小球固定在OA棒中点处,当变阻器滑片在P点处时,棒静止在与竖直方向成30°角的位置,如图所示。已知此时BP段的电阻为R,平行金属板间的水平距离为d。
40.求此时金属板间电场的场强大小E;
41.若金属板旋转△α=30°(图中虚线表示),并移动滑片位置,欲使棒与竖直方向的夹角不变,BP段的电阻应调节为多大?
42.若金属板不转动,将BP段的电阻突然调节为R,带电小球初始位置视为零势能点,求带电小球电势能的最小值。
2.如图所示,a、b两个小球穿在一根光滑的固定杆上,并且通过一条细绳跨过定滑轮连接。已知b球质量为m,杆与水平面成θ角,不计所有摩擦,重力加速度为g。当两球静止时,Oa绳与杆的夹角也为θ,Ob绳沿竖直方向,则下列说法正确的是
10.如图所示,在竖直放置的穹形支架上,一根长度不变且不可伸长的轻绳通过轻质光滑滑轮悬挂一重物G.现将轻绳的一端固定于支架上的A点,另一端从B点沿支架缓慢地向C点靠近(C点与A点等高).则在此过程中绳中拉力大小( )
6.如图所示,木板C 放在水平地面上,木板B 放在C 的上面,木板A 放在B 的上面,A 的右端通过轻质弹簧秤固定在竖直的墙壁上,A、B、C 质量相等,且各接触面动摩擦因数相同,用大小为F 的力向左拉动C,使它以速度v 匀速运动,三者稳定后弹簧秤的示数为T。则下列说法正确的是( )
金属板间电场的场强大小E=.
轻杆力矩平衡:EqL cos30=mgLsin30,场强大小E= 。
根据力矩平衡求出金属板间电场的场强大小E.
考查了力矩平衡,动能定理以及闭合电路欧姆定律,综合性较强,对学生能力要求较高,运用动能定理解题时要确定好研究的过程.
BP段的电阻应调节为R.
旋转前两金属板间电势差U=Ed=,金属板旋转30°后杆仍平衡,E′q Lcos60=mgLsin30,E′=,板旋转后,板距d′=d cos30,U′=E′d′=,金属板间电势差与变阻器BP电阻成正比, = ,得R′=R。
金属板旋转30°后,电场强度的方向发生改变,板距发生了变化,根据力矩平衡,结合闭合电路欧姆定律求出BP段的电阻的大小.
考查了力矩平衡,动能定理以及闭合电路欧姆定律,综合性较强,对学生能力要求较高,运用动能定理解题时要确定好研究的过程.
带电小球电势能的最小值为﹣mgL.
电阻调节为R后,E′′=,F′′=mg ,杆逆时针旋转,至小球速度为零时,带电小球电势能最小,设此时杆与竖直角度为θ,根据动能定理,mgL(sinθ-sin30)-mgL(cos30-cosθ)=0,由题意可得,θ=60,所以电场力做功的最大值Wm=mgL(sin60-sin30)=mgL,即电势能的最小值εm=-mgL。
金属板不转动,将BP段的电阻突然调节为R,得出电场强度的大小以及电场力的大小,运用动能定理求出电场力做功的最大值,根据电场力做功与电势能的关系得出电势能的最小值.
考查了力矩平衡,动能定理以及闭合电路欧姆定律,综合性较强,对学生能力要求较高,运用动能定理解题时要确定好研究的过程.