1、计算题 (12分)如图甲所示,M、N为水平放置的平行板电容器的两个极板,两极板间距d=0.1m,两极板间的电压U=12.5V,O为上极板中心的小孔,以O为坐标,在y=0和y=2m之间有沿着x轴方向的匀强电场,PQ为电场区域的上边界,在x轴方向范围足够大,电场强度的变化如图乙所示,取x轴正方向为电场正方向。现有一个带负电的粒子,在t=0时刻从紧靠下级板中心O?处无初速释放,经过小孔O进入交变电场中,粒子的比荷,不计粒子重力.求粒子:(1)进入交变电场时的速度;(2)在8×10-3s末的位置坐标;
(3)离开交变电场时的速度大小和方向。
参考答案:(1)50m/s(2)(0.032m,0.2m)(3),方向竖直向上。
本题解析:(1)粒子运动至小孔O的速度为,
由动能定理得? 2分
代入数据得? 2分
(2)粒子O?运动至O所用的时间为
? 1分
即自开始,粒子垂直射入交变电场,在内,粒子做类平抛运动
在y方向上,粒子做匀速运动,? 1分
在x方向上,粒子向右匀加速运动的加速度大小? 1分
粒子向右运动的位移 ? 1分
故粒子在末的位置坐标为(0.032m,0.2m)1分
(3)由图可知,交变电场的变化周期,
粒子在交变电场中,在y方向上,一直匀速运动;在x方向上,一直向右运动,先匀加速,再匀减速至静止,这样周期性运动下去。? 1分
粒子在交变电场中运动的时间? 1分
故粒子离开交变电场时的水平速度为0? 1分
因此,粒子离开交变电场时的速度,方向竖直向上。1分
点评:带电粒子在电场中的运动,综合了静电场和力学的知识,分析方法和力学的分析方法基本相同.先分析受力情况再分析运动状态和运动过程(平衡、加速、减速,直 线或曲线),然后选用恰当的规律解题.解决这类问题的基本方法有两种,第一种利用力和运动的观点,选用牛顿第二定律和运动学公式求解;第二种利用能量转化 的观点,选用动能定理和功能关系求解.
本题难度:一般
2、实验题 为了测定电流表A1的内阻,某同学采用如图所示的实验电路。其中:
A1是待测电流表,量程为300μA,内阻约为100;
A2是标准电流表,量程是200μA;
R1是电阻箱,阻值范围是0~999.9;
R2是滑动变阻器;
R3是保护电阻;
E是电池组,电动势为4V,内阻不计;
S1是单刀单掷开关,S2是单刀双掷开关。
(1)①实验中滑动变阻器采用______________接法(填“分压”或“限流”);
②根据上图所示电路的实物图,画出实验电路图。
(2)请将该同学的操作补充完整:
①连接好电路,将滑动变阻器R2的滑片移到最______________(填“左端”或“右端”);将开关S2扳到接点a处,接通开关S1;调整滑动变阻器R2,使电流表A2的读数是150μA;
②将开关S2扳到接点b处,______________,使电流表A2的读数仍是150μA;
③若此时电阻箱各旋钮的位置如图所示,则待测电流表A1的内阻Rg=______________。
(3)上述实验中,无论怎样调整滑动变阻器R2的滑动位置,都要保证两只电流表的安全。在下面提供的四个电阻中,保护电阻R3应选用______________。(填写阻值前相应的字母)
A.200 k
B.20 k
C.15 k
D.150 k
参考答案:(1)①限流;②(2)①左端;②保持R2不变,调整变阻箱R1;③86.3
(3)B
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 如图为两个不同闭合电路中两个不同电源的U-I图象,则下列说法正确的是( )
A.电动势E1=E2,发生短路时的电流I1>I2
B.电动势E1=E2,内阻r1>r2
C.电动势E1=E2,内阻r1<r2
D.电流相同时,电源1的输出功率大