1、计算题 在光滑绝缘的水平面上,长为2L的绝缘轻质细杆的两端各连接一个质量均为m的带电小球A和B,A球的带电量为+2q,B球的带电量为-3q(可视为质点,也不考虑两者间相互作用的库仑力)。现让A处于如图所示的有界匀强电场区域MPQN内,已知虚线MP位于细杆的中垂线,MP和NQ的距离为4L,匀强电场的场强大小为E,方向水平向右。释放带电系统,让A、B从静止开始运动(忽略小球运动中所产生的磁场造成的影响)。求:
(1)小球A、B运动过程中的最大速度;
(2)带电系统从开始运动到速度第一次为零所需的时间;
(3)带电系统运动过程中,B球电势能增加的最大值。

参考答案:解:(1)带电系统开始运动后,先向右加速运动;当B进入电场区时,开始做减速运动。故在B刚进入电场时,系统具有最大速度
设B进入电场前的过程中,系统的加速度为a1,由牛顿第二定律:2Eq=2ma1
B刚进入电场时,系统的速度为vm,由vm2=2a1L
可得vm=
(2)当A刚滑到右边界时,电场力对系统做功为W1=2Eq×3L+(-3Eq×2L)=0
故系统不能从右端滑出,A刚滑到右边界时速度刚好为零
设B从静止到刚进入电场的时间为t1,则
设B进入电场后,系统的加速度为a2,由牛顿第二定律
系统做匀减速运动,减速所需时间为t2,则有
系统从开始运动到速度第一次为零所需的时间为
(3)当带电系统速度第一次为零,即A恰好到达右边界NQ时,B克服电场力做的功最多,B增加的电势能最多,此时B的位置在PQ的中点处
所以B电势能增加的最大值△W1=3Eq×2L=6EqL
本题解析:
本题难度:困难
2、简答题 某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻,现备有下列器材:
A.被测干电池一节
B.电流表:量程0~0.6A,内阻0.1Ω
C.电流表:量程0~3A,内阻0.024Ω
D.电压表:量程0~3V,内阻未知
E.电压表:量程0~15V,内阻未知
F.滑动变阻器:0~10Ω,2A
G.滑动变阻器:0~100Ω,1A
H.开关、导线若干
伏安法测电池电动势和内阻的实验中,由于电流表和电压表内阻的影响,测量结果存在系统误差.在现有器材的条件下,要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻.
(1)在上述器材中请选择适当的器材:A______H(填写选项前的字母);
(2)在图甲方框中画出相应的实验电路图;
(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图乙所示的U-I图象,则在修正了实验系统误差后,干电池的电动势E=______V,内电阻r=______Ω.

参考答案:(1)在上述器材中请选择适当的器材:A.被测干电池一节
为了读数准确,所以选择B.电流表:量程0~0.6A,D.电压表:量程0~3V,
滑动变阻器阻值较小有利于电表的数值变化,减小误差,故选F.滑动变阻器,H.开关、导线若干
(2)实验电路图:

(3)由U-I图可知,电源的电动势为:E=1.50V;
内电阻为:r=△U△I=1.5-1.00.5=1.0Ω
故答案为:(1)BDF;(2)电路图如图所示;(3)1.5,1.0.
本题解析:
本题难度:一般
3、简答题 用多用表的欧姆档测量阻值约几十千欧的电阻Rx,以下是一些主要的操作步骤,其中S为选择开关,P为欧姆调零旋钮,请填写其中空白部分:
A.把S旋转到欧姆挡×______
B.将两表笔______,调节P使指针指在零欧姆处
C.将两表笔分别连接在电阻的两端,若其阻值如图指针所示,则Rx的阻值大约是______Ω
D.把表笔从插孔中拔出,把S旋转到______挡.
参考答案:A、因为阻值大约在几十千欧左右,所以旋钮应选择“×1K”.
B、选档后进行欧姆调零,将两表笔短接,使指针指在零欧姆处.
C、阻值R=50×1KΩ=50KΩ.
D、用完后,将旋钮旋至“OFF”或交流电压最大挡(交流500V).
故答案为:A.1K?B.短接?C.50K?D.“OFF”或交流电压最大挡(交流500V)
本题解析:
本题难度:一般
4、实验题 下面给出多种用伏安法测电池电动势和内电阻的数据处理方法,其中既减小偶然误差,又直观、简便的方法是
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A.测出两组I,U的数据,代入方程组E=U1+I1r和E=U2+I2r中,即可求出E和r
B.多测几组I,U的数据,求出几组E,r,最后分别求出其平均值
C.测出多组I,U的数据,画出U-I图像,再根据图像求E,r
D.多测出几组I,U数据,分别求出I和U的平均值,用电压表测出开路时的路端电压即为电动势E,再用闭合电路欧姆定律求出内电阻r
参考答案:C
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 如图,质量为m、带电量为q的带电粒子从A点以竖直向上的速度v进入电场强度为E的水平匀强电场中.当粒子运动到B点时,速度方向变为水平,大小仍为v,已知粒子所受电场力和重力的大小相等,下列说法中正确的是( )
A.粒子在电场中做匀变速运动
B.A、B两点间的电势差为
C.由A点到B点粒子所受合力为零
D.由A点到B点合力对粒子做功为零