1、实验题 现要用电流表对电路进行电流测量,但由于现有电流表量程偏小,不能满足实验要求,为此,先将电流表改装然后进行测量。可供选择的器材如下:
电源E
电流表A1、A2(量程0-500 μA,内阻约为500 Ω)
滑动变阻器R(阻值0~100Ω、额定电流1.0 A)
定值电阻R1(阻值约为100 Ω)
电阻箱R2(阻值0-999.9 Ω)
开关、导线若干
(1)测量电流表A2的内阻,以下给出了实验中必要的操作:
A.断开S1;
B.闭合S1、S2;
C.按图连接线路,将滑动变阻器R的滑片调至____(填 “左”或“右”)端,R2调至____;
D.调节R2,使表A1的示数为I1,记录R2的值;
E.断开S2,闭合S3;
F.调节滑动变阻器R,使表A1、A2的指针偏转适中,记录表A1的示数I1。
请在上述实验步骤中的空白处填上正确内容,然后按合理的顺序排列实验步骤:____(填序号)。
(2)将电流表A2(较小量程)改装成电流表A(较大量程):
如果(1)中测出A2的内阻为468.0Ω,现用R2将A2改装成量程为20 mA的电流表A,应把R2调为____Ω与A2并联,改装后电流表A的内阻RA为____Ω。
参考答案:(1)左,最大,CBFEDA
(2)12.0,11.7
本题解析:
本题难度:一般
2、简答题 如图所示,真空中水平放置的两个相同极板Y和Y"长为L,相距d,足够大的竖直屏与两板右侧相距b.在两板间加上可调偏转电压U,一束质量为m、带电量为+q的粒子(不计重力)从两板左侧中点A以初速度v0沿水平方向射入电场且能穿出.
(1)证明粒子飞出电场后的速度方向的反向延长线交于两板间的中心O点;
(2)求两板间所加偏转电压U的范围;
(3)求粒子可能到达屏上区域的长度.
参考答案:
(1)设粒子在运动过程中的加速度大小为a,离开偏转电场时偏转距离为y,沿电场方向的速度为vy,偏转角为θ,其反向延长线通过O点,O点与板右端的水平距离为x,则有
侧移量,y=12at2①
匀速运动的位移,L=v0t②
竖直方向的速度,vy=at?
tanθ=vyv0=yx?
联立可得?x=L2
即粒子飞出电场后的速度方向的反向延长线交于两板间的中心.
(2)由牛顿第二定律,则有a=qEm?③
电场强度与电势差的关系,E=Ud?④
由①②③④式解得y=qUL22dmv20
当y=d2时,U=md2v20qL2
则两板间所加电压的范围?-md2v20qL2≤U≤md2v20qL2
(3)当y=d2时,粒子在屏上侧向偏移的距离最大(设为y0),则
y0=(L2+b)tanθ
而tanθ=dL
解得?y0=d(L+2b)2L
则粒子可能到达屏上区域的长度为d(L+2b)L
答:(1)粒子飞出电场后的速度方向的反向延长线交于两板间的中心O点;
(2)则两板间所加偏转电压U的范围?-md2v20qL2≤U≤md2v20qL2;
(3)则粒子可能到达屏上区域的长度为d(L+2b)L.
本题解析:
本题难度:一般
3、计算题 在真空中水平放置平行板电容器,两极板间有一个带电油滴,电容器两板间距为d,当平行板电容器的电压为U0时,油滴保持静止状态,如图所示。当给电容器突然充电使其电压增加△U1,油滴开始向上运动;经时间△t后,电容器突然放电使其电压减少△U2,又经过时间△t,油滴恰好回到原来位置。假设油滴在运动过程中没有失去电荷,充电和放电的过程均很短暂,这段时间内油滴的位移可忽略不计,重力加速度为g。试求
(1)带电油滴所带电荷量与质量之比;
(2)第一个△t与第二个△t时间内油滴运动的加速度大小之比;
(3)△U1与△U2之比。
参考答案:解:(1)油滴静止时
则
(2)设第一个△t内油滴的位移为x1,加速度为a1,第二个△t内油滴的位移为x2,加速度为a2,则
且v1=a2△t,x2=-x1
解得a1:a2=1:3
(3)油滴向上加速运动时
,即
油滴向上减速运动时
,即
则
解得
本题解析:
本题难度:困难
4、选择题 如图所示,在平行板电容器A、B两板上加上如图所示的交变电压,开始时B板电势比A板高,这时两板中间原来静止的电子在电场力作用下开始运动,设A、B两板间的距离足够大,则下述说法中正确的是(? )
A.电子先向A板运动,然后向B板运动,再返回A板做周期性来回运动
B.电子一直向A板运动
C.电子一直向B板运动
D.电子先向B板运动,然后向A板运动,再返回B板做周期性来回运动
参考答案:C
本题解析:根据图像可知,在0~0.2s内,电子所受电场力水平向左,故电子向左加速,在0.2s时速度达到最大,0.2~0.4s内受到向右的电场力,向左做匀减速运动,加速度大小与加速阶段的加速度大小相同,故可知在0.4s时,电子的速度减小到零,0.4s时刻再次向左加速,所以可知电子一直向B板运动,故只有C选项正确。
本题难度:一般
5、填空题 在测定一节电池的电动势E和内阻的实验中,
(1)下图中给出的四种可供选用的测量电路中,为了实验的可行性及提高实验精度,应选用的电路是______.
(2)一位学生在实验中记录的6组数据如下.试根据这些数据画出U─I图线,并从图线上求出电池的电动势E=______V,内电阻r=______Ω.
I(A) | U(V) 0.12 1.37 0.20 1.32 0.31 1.24 0.32 1.18 0.50 1.10 0.57 1.05
|
(3)由于实验原理不完善,本实验所测电源电动势E跟真实值E0相比,E______E0.(填“大于”,“小于”,“等于”)
参考答案:(1)由于电池的内电阻很小,采用的电流的内接法可以减小测量内电阻的误差,
所以在本实验中采用的实验电路图是C.
(2)根据已知的数据,画出U-I图象如图所示,
在U-I图象中,图象与纵坐标的截距代表是的电动势的大小,
所以电池的电动势的大小为E=1.45V(1.44V-1.46V)
图象的斜率的大小代表是内电阻的大小,
所以r=1.45-10.65=0.69Ω(0.67Ω-0.71Ω)
(3)由于采用的是电流表的内接法,电流表的测量的电流不是总电流的大小,少了电压表的电流,
所以测量的电流偏小,根据闭合电路欧姆定律可得E=U+Ir,由于I偏小,得到的内电压偏小,所以最终得到的电动势比真实值偏小.
故答案为:(1)C
(2)1.45V(1.44V-1.46V); 0.69Ω(0.67Ω-0.71Ω)
(3)小于
本题解析:
本题难度:一般