【題目】如圖所示,電源電動勢E=3.2V,內電阻r=1Ω,定值電阻R0=15Ω,RT為可變電阻。平行板電容器極板長為L=60cm,兩極板間的距離為d=40cm。有一質量為m、帶電量為q的微粒,以初速度v0沿平行板電容器中軸線水平射入。當RT上消耗的電功率最大時,帶電微粒恰能沿中軸線從右端水平飛出。保持該RT阻值不變,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)可變電阻RT上所消耗的最大功率Pm;
(2)若微粒以初速度v0=3m/s水平飛入,調節(jié)RT的阻值使微粒沿下極板右邊緣飛出,求RT阻值的變化量ΔRT;
(3)若在兩極板間加一垂直于紙面向里、磁感應強度B=10T的勻強磁場,要使帶電微粒能從兩極板間飛出,帶電微粒水平飛入時初速度v0的取值范圍。
【答案】(1)0.16W(2)16Ω(3)v0≤2.5m/s或 v0≥25m/s
【解析】(1)當RT=R0+r=16Ω時,RT上消耗的功率最大,故:
Pm=()2RT=0.16W
(2)由RT=16Ω時,粒子能沿著中軸線水平飛出,根據閉合電路歐姆定律,有:
URT=RT=1.6V
根據平衡條件,有:q=mg
解得:
飛經電場的時間:t==0.2s;
調節(jié)RT讓粒子從下極板右邊緣飛出,其加速度為: ,
豎直方向的位移:
解得:E=0;
由此可知RT=0,△RT=16Ω;
(3)有兩種可能:
①從左側飛出: ,
解得:v0≤2.5m/s;
②從右側飛出:
R2=L2+(R)2,
解得:R=1m; >R,
解得:v0≥25m/s;
故v0的取值范圍為:v0≤2.5m/s或v0≥25m/s;
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【題目】如圖所示,在兩根平行長直導線M、N 中,通入同方向同大小的電流,導線框abcd 和兩導線在同一平面內,線框沿著與兩導線垂直的方向,自左向右在兩導線間勻速移動,在移動過程中,線框中感應電流的方向為( )
A. 沿abcda不變
B. 沿adcba不變
C. 由abcda 變成adcba
D. 由adcba 變成abcda
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【題目】如圖所示,一質量M=6kg的木板靜止于光滑水平面上,其上表面粗糙,質量m=3kg的物塊A停在B的左端。質量=0.5kg的小球用長L=0.8m的輕繩懸掛在固定點O上,將輕繩拉直至水平位置后,由靜止釋放小球,小球在最低點與A發(fā)生碰撞后反彈,反彈所能達到的最大高度為h=0.2m,物塊與小球可視為質點, ,不計空氣阻力,求:
(1)小球剛到最低點的速度大;
(2)在最低點碰撞結束時A的速度;
(3)若 木板B足夠長,A最終沒有滑離B,求A在B上滑動的過程中系統(tǒng)損失的機械能。
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【題目】為測量一根金屬絲(電阻約)的電阻率選用的電學器材:
電壓表(量程,內阻約)
電流表(量程,內阻約)
滑動變阻器()
學生電源(穩(wěn)壓輸出)
開關
導線若干
(1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑時,某次的測量結果如圖甲所示,其讀數為______ 。
(2)請在答題卡上用筆畫線代替導線將圖乙的電路補充完整__________;
(3)如圖丙所示,已依據實驗數據在坐標紙上作出圖線,請求出該金屬絲的電阻值為_____ (結果保留兩位有效數字)。
(4)有人認為用圖像法求金屬絲電阻是為了減小系統(tǒng)誤差,他的觀點是否正確?請說明理由__________。
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【題目】如圖所示,電源電動勢為E,內阻為r,不計電壓表和電流表內阻對電路的影響,當電鍵閉合后,兩小燈泡均能發(fā)光。在將滑動變阻器的滑片逐漸向右滑動的過程中,下列說法正確的是( )
A. 小燈泡L1、L2均變暗
B. 小燈泡L1變暗,小燈泡L2變亮
C. 電流表A的讀數變大,電壓表V的讀數變小
D. 電流表A的讀數變小,電壓表V的讀數變大
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【題目】在科學研究中,可以通過施加適當的電場和磁場來實現對帶電粒子運動的控制。如圖所示,某時刻在xOy平面內的第Ⅱ、Ⅲ象限中施加沿y軸負方向、電場強度為E的勻強電場,在第Ⅰ、Ⅳ象限中施加垂直于xOy坐標平面向里、磁感應強度為B的勻強磁場。一質量為m,電荷量為q的帶正電的粒子從M點以速度v0沿垂直于y軸方向射入該勻強電場中,粒子僅在電場力作用下運動到坐標原點O且沿OP方向進入第Ⅳ象限。在粒子到達坐標原點O時撤去勻強電場(不計撤去電場對磁場及帶電粒子運動的影響),粒子經過原點O進入勻強磁場中,并僅在磁場力作用下,運動一段時間從y軸上的N點射出磁場。已知OP與x軸正方向夾角α=60°,帶電粒子所受重力及空氣阻力均可忽略不計,求:
(1)M、O兩點間的電勢差U;
(2)坐標原點O與N點之間的距離d;
(3)粒子從M點運動到N點的總時間t。
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【題目】如圖所示,某臺計算機的硬盤約有近萬個磁道(磁道為不同半徑的同心圓),每個磁道分成m個扇區(qū)(每扇區(qū)為l/m圓周)。電動機使磁盤以轉速n勻速轉動。磁頭在讀、寫數據時是不動的,磁盤每轉一圈,磁頭沿半徑方向跳動一個磁道,若不計磁頭大小及磁頭轉移磁道所需的時間,則磁盤轉動時( )
A. A點的線速度小于B點的線速度
B. A點的向心加速度小于B點的向心加速度
C. 硬盤轉動一圈的時間為2πn
D. 一個扇區(qū)通過磁頭所用的時間為1/mn
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【題目】如圖所示,離子源A產生的初速度為零、帶電荷量為e、質量不同的正離子被電壓為U1的加速電場加速后進入一電容器中,電容器兩極板之間的距離為d,電容器中存在磁感應強度大小為B的勻強磁場和勻強電場。正離子能沿直線穿過電容器,垂直于邊界MN進入磁感應強度大小也為B的扇形勻強磁場中,∠MNQ=90°。(不計離子的重力)求:
(1)求質量為m的離子進入電容器時,電容器兩極板間的電壓U2;
(2)求質量為m的離子在磁場中做圓周運動的半徑;
(3)若質量為4m的離子垂直打在NQ的中點S1處,質量為16m的離子打在S2處。求S1和S2之間的距離以及能打在NQ上正離子的質量范圍。
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【題目】如圖所示,可看成質點的A物體疊放在上表面光滑的B物體上,一起以v0的速度沿光滑的水平軌道勻速運動,與靜止在同一光滑水平軌道上的木板C發(fā)生完全非彈性碰撞。B、C的上表面相平且B、C不粘連。A滑上C后恰好能到達C板的最右端。已知A、B、C質量均相等,木板C長為L。求:
(1)A物體的最終速度
(2)A在木板C上滑行的時間
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