某课外小组设计了一种测定风速的装置,其原理如图所示.一个劲度系数k=120N/m、自然长度L0=1m的弹簧一端固定在墙上的M点,另一端N与导电的迎风板相连,弹簧
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某课外小组设计了一种测定风速的装置,其原理如图所示.一个劲度系数k=120N/m、自然长度L0=1m的弹簧一端固定在墙上的M点,另一端N与导电的迎风板相连,弹簧
题型:不详
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某课外小组设计了一种测定风速的装置,其原理如图所示.一个劲度系数k=120N/m、自然长度L
0
=1m的弹簧一端固定在墙上的M点,另一端N与导电的迎风板相连,弹簧穿在光滑水平放置的电阻率较大的金属杆上,弹簧是不导电的材料制成的.迎风板面积S=0.5m
2
,工作时总是正对着风吹来的方向,电路的一端与迎风板相连,另一端在M点与金属杆相连,迎风板可在金属杆上滑动,且与金属杆接触良好.定值电阻R=1.0Ω,电源的电动势E=12V,内阻r=0.5Ω.闭合开关,没有风吹时,弹簧处于原长,电压表的示数U
1
=9.0V,某时刻由于风吹迎风板,电压表的示数变为U
2
=6.0V.(电压表可看做理想表)求:
(1)金属杆单位长度的电阻;
(2)此时作用在迎风板上的风力.
答案
设无风时金属杆接入电路的电阻为R
1
,风吹时接入电路的电阻为R
2
,由题意得
(1)无风时:U
1
=
E
R
1
+R+r
R
1
,得R
1
=4.5Ω
所以金属杆单位长度的电阻r=
R
1
L
0
=
4.5
1
Ω/m=4.5Ω/m.
(2)有风时:U
2
=
E
R
2
+R+r
R
2
,代入解得R
2
=1.5Ω
此时,弹簧长度L=
R
2
r
=
1
3
m
压缩量x=L
0
-L=(1-
1
3
)m=
2
3
m
由二力平衡得此时风力:F=kx=120×
2
3
N=80N.
答:
(1)金属杆单位长度的电阻为4.5Ω/m;
(2)此时作用在迎风板上的风力为80N.
举一反三
如图,一条长为L 的细线,上端固定,下端拴一质量为m的带电小球.将它置于一电场强度大小为E、方向水平的匀强电场中.已知当细线离开竖直线的偏角为α=30°时,小球处于平衡,问:
(1)小球带何种电荷?所带电荷量多少?
(2)如果细线的偏角由α增大到θ=60°,然后将小球由静止释放,则在细线摆到竖直位置时,小球的速度为多大?
题型:不详
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|
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如图所示,PQ是一固定在水平地面上足够长的绝缘平板(右侧有挡板),整个空间有平行于平板向左、场强为E的匀强电场,在板上C点的右侧有一个垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场.一个质量为m,电荷量为q的小物块,从C点由静止开始向右先做加速运动再做匀速运动.当物体碰到右端挡板后被弹回,若在碰撞瞬间撤去电场,小物块返回时在磁场中恰做匀速运动.已知平板QC部分的长度为L,物块与平板间的动摩擦因数为μ求:
(1)判断物块的电性;
(2)小物块向右运动过程中克服摩擦力做的功;
(3)小物块与右端挡板碰撞过程损失的机械能.
题型:不详
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一根长为l的绝缘细线下端连接一质量为m 的带电小球,上端悬挂在固定点O上,整个装置处于真空室内的匀强电场中,电场方向水平,电场强度大小为E.开始时小球静止于A点,此时细线与竖直方向的夹角θ=37°,如图所示.重力加速度为g,已知sin37°=0.60,cos37°=0.80.
(1)求小球的电荷量q.
(2)某时刻将匀强电场的方向突然改为竖直向上但电场强度大小保持不变,求小球通过最低点B时细线对小球的拉力大小.
题型:不详
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平行金属板水平放置,板间距为0.6cm,两板接上6×10
3
V电压,板间有一个带电液滴质量为4.8×10
-10
g,处于静止状态,则油滴上有元电荷数目是(g取10m/s
2
)( )
A.3×10
6
B.30
C.10
D.3×10
4
题型:不详
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如图所示,对静止于水平地面上的重为G的木块,施加一竖直向上的逐渐增大的力F,若F总小于G,下列说法正确的是( )
A.木块对地面的压力随F增大而增大
B.木块对地面的压力随F增大而减小
C.木块对地面的压力和地面对木块的支持力是一对平衡力
D.木块对地面的压力就是木块的重力
题型:不详
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