【题目】示波器中的示波管对电子的偏转是电偏转,小明同学对这种偏转进行了定量的研究,已知电子的质量为m、电荷量为e,在研究的过程中空气阻力和电子所受重力均可忽略不计。
(1)如图所示,水平放置的偏转极板的长度为l,板间距为d,极板间的偏转电压为U,在两极板间形成匀强电场。极板右端到竖直荧光屏MN的距离为b,荧光屏MN与两极板间的中心线O1O1′垂直。电子以水平初速度v0从两极板左端沿两极板间的中心线射入,忽略极板间匀强电场的边缘效应,电子所受重力可忽略不计,求电子打到荧光屏上时沿垂直于极板板面方向偏移的距离。
(2)分析物理量的数量级,是解决物理问题的常用方法。在解决(1)问时忽略了电子所受重力,请利用下列数据分析说明其原因。已知U=2.0×102V,d=4.0×10-2m,m=9.1×10-31kg,e=1.6×10-19C,重力加速度g=10m/s2。
(3)极板间既有静电场,也有重力场。电场力反映了静电场各点具有力的性质,请写出电场强度E的定义式。类比电场强度的定义方法,在重力场中建立“重力场强度”EG的概念。
【答案】(1)(2)见解析(3)
【解析】试题分析 :(1) 根据动能定理,即可求得加速的速度大小,再依据类平抛运动处理规律,结合运动学公式,及运动的合成与分解,从而即可求解;
(2)依据提供的数据,从而计算出重力与电场力,并求得它们的比值,即可求解;
(1) 设电子在偏转电场运动的加速度为a,时间为t,离开偏转电场时的偏移距离为y,根据运动学公式有:
根据牛顿第二定律有:
电子在电场中的运动时间:
联立解得:
电子飞出偏转电场时,其速度的反向延长线通过偏转电场的中心,设电子打在屏上距O1′的最大距离为,则由几何关系可知:
将y代入解得
(2) 电子受到的电场力为:
电子所受重力为:
那么
由于F〈〈G,所以重力忽略不计;
(3)电场强度的定义式:
所以重力场强度:.
点晴:考查了动能定理的内容,掌握类平抛运动处理规律,掌握运动的合成与分解的应用,注意类比法的内涵,及如何归纳物理量间的共同点是解题的关键。
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【题目】某多用表内部的部分电路如图所示,已知微安表表头内阻Rg=100Ω,满偏电流Ig=200μA,定值电阻R1=2.5Ω,R2=22.5Ω,电源电动势E=1.5V,则该多用表
(1)A接线柱应该是与___________(填“红”或“黑”)表笔连接;
(2)当选择开关接___________(填“a”或“b”)档时其对应的电阻档的倍率更高;
(3)若选a档测量电阻,则原表盘100μA,对应的电阻刻度值应当为_______Ω;原表盘50μA的刻度,对应的电阻刻度值应当为______Ω。
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【题目】一列简谐横波沿x轴传播,t1=0时刻的波形如图中实线所示,t2=0.1s时刻的波形如中虚线所示.已知波传播的周期0.2s>T>0.1s,求:
①x=1lm处的质点P在t1、t2两个时刻的振动方向。
②这列波传播的速度大小。
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【题目】如图所示,实线表示匀强电场的等势线。一个带正电荷的粒子以某一速度射入匀强电场,只在电场力作用下,运动的轨迹如图中的虚线所示。a、b为轨迹上的两点。若a点电势为фa,b点电势为фb,则下列说法中正确的是
A. 场强方向一定向上,且电势фa>фb
B. 粒子一定是从a向b运动的,且电势фa<фb
C. 场强方向一定向下,且电势фa>фb
D. 粒子可能是从b向a运动的,且电势фa>фb
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【题目】如图,MN是一负点电荷产生的电场中的一条电场线。一个带正电的粒子(不计重力)从a到b穿越这条电场线的轨迹如图虚线所示。下列结论正确的是( )
A. 带电粒子在a点的加速度小于带电粒子在b点的加速度
B. 负点电荷一定位于M点左侧
C. 带电粒子从a到b过程中动能逐渐减小
D. 带电粒子在a点时的电势能小于带电粒子在b点时的电势能
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【题目】(10分)某学习小组要描绘一只小电珠(2.5 V,0.5A)的伏安特性曲线,所供选择的器材除了导线和开关外,还有以下一些器材可供选择:
A.电源E(电动势为3.0V,内阻不计)
B.电压表V1(量程为0~3.0V,内阻约为2kΩ)
C.电压表V2(量程为0~15.0V,内阻约为6kΩ)
D.电流表A1(量程为0~0.6A,内阻约为1Ω)
E.电流表A2(量程为0~100mA,内阻约为2Ω)
F.滑动变阻器R1(最大阻值10Ω)
G.滑动变阻器R2(最大阻值2kΩ)
(1)为了减小实验误差,实验中电压表,电流表,滑动变阻器应分别选择________.(填器材前面的选项字母)
(2)为提高实验精度,请你为该学习小组设计电路图,并画在虚线框中_____________.
(3)下表中的各组数据是此学习小组在实验中测得的,根据表格中的数据在方格纸上作出该电珠的伏安特性曲线________________________________。
(4)如果用一个电动势为1.5V,内阻为3Ω的电源与该小电珠组成电路,则该小电珠的实际功率为__________(结果保留两位有效数字).
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【题目】一质点做简谐运动,其相对平衡位置的位移x与时间t的关系如图所示,由图可知
A. 质点振动的频率为1.6Hz
B. 质点振动的振幅为4.0cm
C. 在0.3s和0.5s两时刻,质点的速度方向相同
D. 在0.3s和0.5s两时刻,质点的加速度方向相同
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【题目】一列简谐横波沿x轴负方向传播,如图甲是t=1s时的波形图,图乙是波中某振动质点的位移随时间变化的振动图像(两图用同一时间起点),则图乙可能是图甲中哪个质点的振动图像
A. x=0处的质点
B. x=2cm处的质点
C. x=4m处的质点
D. x=6m处的质点
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【题目】如图所示,两个大小不计质量均为m的物体A、B放置在水平地面上,一根长为L不可伸长的轻绳两端分别系在两物体上,绳恰好伸直且无拉力,在绳的中点施加一个竖直向上的拉力F,使两物体慢慢靠近,直至两物体接触,已知两物体与水平地面间的动摩擦因素均为,则在两物体靠近的过程中下列说法正确的是
A. 拉力F一直增大
B. 物体A所受的摩擦力不变
C. 地面对A物体的支持力先减小后增大
D. 当两物体间的距离为时,绳上的拉力最小
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