【题目】如图所示,水平放置的平行板电容器,原来两极板不带电,上极板接地,它的极板长L=0.1m,两板间距离d=0.4cm,有一束相同的带电微粒以相同的初速度先后从两极板中央平行极板射入,由于重力作用微粒能落到下极板上,微粒所带电荷立即转移到下极板且均匀分布在下极板上。设前一微粒落到下极板上时后一微粒才能开始射入两极板间。已知微粒质量为m=2×10-6kg、电荷量q=1×10-8C,电容器电容为C=1μF,取g=10m/s2。
(1)为使第一个微粒恰能落在下极板的中点到紧靠边缘的B点之内,求微粒入射初速度v0的取值范围;
(2)若带电微粒以第(1)问中初速度v0最小值入射,则最多能有多少个带电微粒落到下极板上?
【答案】(1)2.5m/s≤v0≤5m/s(2)600个
【解析】试题分析:(1)第一个微粒做平抛运动,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做自由落体运动,根据高度和水平位移从到L,求出初速度的取值范围.(2)当粒子刚好从边缘飞出时,落到下极板上的带电微粒最多,根据牛顿第二定律和运动学公式求出极板的电量Q,即可求出最多能落到下极板粒子的个数.
(1)设粒子打在下极板中点、边缘的初速度分别为,则偏转位移为
得
水平方向:
联立解得:
故粒子的初速度满足2.5m/s≤v0≤5m/s.
(2)设粒子刚好从边缘飞出时极板带电为Q,场强为E,板间电压为U,由牛顿第二定律得:
偏转位移: ,水平位移: ,又
联立解得:
则,解得
最多能落到下极板粒子的个数为: 个
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【题目】某同学利用图甲电路测量自来水的电阻率,其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管,细管上加有阀门K以控制管内自来水的水量,玻璃管两端接有导电活塞(活塞电阻可忽略),右侧活塞固定,左侧活塞可自由移动.实验器材还有:电源(电动势约为3 V,内阻不可忽略),两个完全相同的电流表A1 、A2(量程为3mA,内阻不计),电阻箱R(最大阻值9999 Ω),定值电阻R0(可供选择的阻值有100Ω、1 kΩ、10 kΩ),开关S,导线若干,刻度尺.
实验步骤如下:
A.测得圆柱形玻璃管内径d=20mm;
B.向玻璃管内注满自来水,并用刻度尺测量水柱长度L;
C.连接好电路,闭合开关S,调整电阻箱阻值,读出电流表A1 、A2示数分别记为I1、I2,记录电阻箱的阻值R;
D.改变玻璃管内水柱长度,多次重复实验步骤B、C,记录每一次水柱长度L和电阻箱阻值R;
E.断开S,整理好器材.
(1)为了较好的完成该实验,定值电阻R0应选________________;
(2)玻璃管内水柱的电阻Rx的表达式Rx=__________(用R0、 R、I1、I2表示);
(3)若在上述步骤C中每次调整电阻箱阻值,使电流表A1 、A2示数均相等,利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻箱阻值R的数据,绘制出如图乙所示的R﹣L关系图象,则自来水的电阻率ρ=______Ω·m(保留两位有效数字).在用本实验方法测电阻率实验中,若电流表内阻不能忽略,则自来水电阻率测量值与上述测量值相比将__________(选填:“偏大”、“不变”或“偏小”).
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【题目】为测量某一玩具电动机M中导线圈的电阻率,某实验小组的部分实验方案如下:
(1)用螺旋测微器测得导线圈同种规格导线直径d,如图1甲所示,则d=________mm;
(2)用多用电表测量电动机中导线圈的电阻Rx,选择“×1 Ω”欧姆挡,并按正确步骤操作后,指针的位置如图1乙所示(此过程电动机不转动),则Rx=________Ω。
(3)为提高精度,他又用以下仪器再次测量导线圈的电阻Rx:
电流表A1(0~3 A、内阻约5 Ω);
电流表A2(0~30 mA、内阻约10 Ω);
滑动变阻器R1(1 kΩ);滑动变阻器R2(50 Ω);
定值电阻R0=60 Ω;
电源(4 V、内阻约1 Ω)及开关等,导线若干。
实验小组为使测量过程中电动机不转动而采用了如图2所示的电路图,应选择的电流表是________,滑动变阻器是________;(填写器材的英文符号)
②按照实验要求,多用电表已选择“直流电压2.5 V”挡作为电压表使用,请依据图2将图3甲实验电路中的仪器连接欠缺的两处补完整________;
③图3乙是该实验小组测得的数值描绘出的图象,其斜率值表示的是________(填选项)。
A. 导线圈的电阻
B. 导线圈的电阻与R0阻值之和
C. R0阻值
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【题目】关于电容器和电容,以下说法正确的是( )
A.电容器充电后,两极板总带等量异种电荷
B.电容器的带电量是两极板带电量之和
C.电容器电容的大小与其带电量及两极板间电势差有关
D.电容器两极板间电势差每增加1V,电容器的电容即增加1F
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【题目】如图,真空中xOy平面直角坐标系上的A、B、C三点构成等边三角形,边长L=2 m.若将电荷量均为q=+2.0×10-6 C的两点电荷分别固定在A、B点,已知静电力常量k=9×109 N·m2/C2,求:
(1)两点电荷间的库仑力大小;
(2)C点的电场强度的大小和方向.
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【题目】小明站在水平地面上,手握不可伸长的轻绳一端,绳的另一端系有质量为m的小球,甩动手腕,使球在竖直平面内做圆周运动。当球某次运动到最低点时,绳突然断掉,球飞行水平距离d后落地。如图所示。已知握绳的手离地面高度为d,手与球之间的绳长为0.75d,重力加速度为g。忽略手的运动半径和空气阻力。
(1)求绳断时球的速度大小v1和球落地时的速度大小v2。
(2)轻绳能承受的最大拉力多大?
(3)改变绳长,使球重复上述运动,若绳仍在球运动到最低点时断掉,要使球抛出的水平距离最大,绳长应是多少?最大水平距离为多少?
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【题目】(1)用螺旋测微器得片状金属工件的厚度为_______mm,用多用电表电阻挡“×10”测量某电阻时读数为_________Ω.
(2)有一个小灯泡上标有“4V,2W”的字样,现在要用伏安法描绘这个小灯泡的伏安特性曲线,现有下列器材供选用:
A.电压表V1(0~6V,内阻约10kΩ)
B.电压表V1(0~15V,内阻约20kΩ)
C.电流表A1(0~0.3A,内阻约1Ω)
D.电流表A2(0~0.6A,内阻约0.4Ω)
E.滑动变阻器R1(0~10Ω)
F.滑动变阻器R2(0~100Ω)
G.学生电源(直流6V)、开关及导线
①为了调节方便,测量尽可能准确,实验中应选用电压表_________,电流表_________,滑动变阻器_______。(填器材前的选项符号)
②为使实验误差尽量减小,要求从零开始夺取几组数据,请用①中所选的仪器在答题卡的虚线框中画出实验电路图_________。
③P为右图中图线上的一点,PN为图线上P点的切线,则由图可知:随着所加电压的增加,小灯泡的电阻将________(填“增大”“减小”或“不变”),对应P点,小灯泡的电阻值约为__________Ω。(保留三位有效数字)
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【题目】如图所示,一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路.虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直于回路所在的平面.回路以速度v向右匀速进入磁场,直径CD始终与MN垂直.从D点到达边界开始到C点进入磁场为止,下列结论正确的是( )
A. 感应电流方向不变
B. CD段直导线始终不受安培力
C. 感应电动势最大值Em=Bav
D. 感应电动势平均值
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【题目】有三个光滑斜轨道1、2、3。它们的倾角依次是60°、45°、30°,这些轨道交于点O。现有位于同一竖直线上的三个物体甲、乙、丙分别沿这三个轨道同时从静止自由下滑,如图所示,物体滑到O点的先后顺序是( )
A. 甲最先,乙稍后,丙最后
B. 乙最先,然后甲和丙同时到达
C. 甲、乙、丙同时到达
D. 乙最先、甲稍后,丙最后
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