12.如上图所示,两个等量的正点电荷Q、P,连线中点为O,在中垂线上有A、B两点,已知OA<OB,A、B两点的电场强度及电势分别为EA、EB、φA、φB,则( )
A.EA一定大于EB,φA一定大于φB
B.EA不一定大于EB,φA一定大于φB
C.EA一定大于EB,φA不一定大于φB
D.EA不一定大于EB,φA不一定大于φB
13.如图所示的实验装置中,极板A接地,平行板电容器的极板B与一个灵敏的静电计相接.将A极板向左移动,增大电容器两极板间的距离时,电容器所带的电量Q、电容C、两极间的电压U,电容器两极板间的场强E的变化情况是()
A.Q变小,C不变,U不变,E变小
B.Q变小,C变小,U不变,E不变
C.Q不变,C变小,U变大,E不变
D.Q不变,C变小,U变大,E变小
答案卷
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
答案
二.实验题
14、(3分)在《测定金属的电阻率》实验中,某同学用螺旋测微器测量金属丝导线的直径时,测量示数如图所示。
则该金属丝的直径为___________mm。
15.图3中所示器材为某同学测绘额定电压为2.5V的小灯泡的I-U特性曲线的实验器材.
(1)根据实验原理,用笔画线代替导线,将图中的实验电路图连接完整.
图3
(2)开关S闭合之前,图中滑动变阻器的滑片应该置于________.(选填“A端”、“B端”或“AB中间”)
(3)实验中测得有关数据如下表:
U/V
0.40
0.80
1.20
1.60
2.00
2.40
2.80
I/A
0.10
0.16
0.20
0.23
0.25
0.26
0.27
根据表中的实验数据,在图4中画出小灯泡的I-U特性曲线.
图4
(4)若已知小灯泡灯丝在27°C时电阻值约为1.5Ω,并且其电阻值与灯丝的热力学温度成正比,试估算该小灯泡以额定功率工作时灯丝的温度约为______°C.(保留三位有效数字)
三.计算题
16.(12分)如图所示,水平绝缘光滑轨道AB的B端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道BC平滑连接,圆弧的半径R=0.40m。
在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度E=1.0×104N/C。
现有一质量m=0.10kg的带电体(可视为质点)放在水平轨道上与B端距离s=1.0m的位置,由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动,当运动到圆弧形轨道的C端时,速度恰好为零。
已知带电体所带电荷q=8.0×10-5C,取g=10m/s2,求:
(1)带电体在水平轨道上运动的加速度大小及运动到B端时的速度大小;
(2)带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧轨道的压力大小;
(3)带电体沿圆弧形轨道运动过程中,电场力和摩擦力对带电体所做的功各是多少。
17.(12分)如图所示,A、B两块带异号电荷的平行金属板间形成匀强电场,一电子以
的速度垂直于场强方向沿中心线由O点射入电场,从电场右侧边缘C点飞出时的速度方向与
方向成30°的夹角。
已知电子电荷
,电子质量
,求
(1)电子在C点时的动能是多少J?
(2)O、C两点间的电势差大小是多少V?
18.(10分)在一个水平面上建立x轴,在过原点O垂直于x轴的平面的右侧空间有一个匀强电场,场强大小E=6.0×105N/C,方向与x轴正方向相同.在O处放一个电荷量q=-5.0×10-8C、质量m=1.0×10-2kg的绝缘物块.物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.20,沿x轴正方向给物块一个初速度v0=2.0m/s,如图12所示.(g取10m/s2)试求:
(1)物块向右运动的最大距离;
(2)物块最终停止的位置.
图12
19、(8分)如图所示,质量为m、带电量为q的负电荷,由静止开始经电压为
的加速电场加速后,沿中线垂直进入电压为
的偏转电场,然后进入无场区域,最终打在竖直屏上,试根据图中所给数据,计算该电荷:
(1)进入偏转电场时的速度v0。
(2)射出偏转电场时的偏移距离y0。
(3)打到屏上时的偏移距离Y0。
20.(18分)如图9所示,质量为m、带电量为-q的小球在光滑导轨上运动,半圆形滑环的半径为R,小球在A点时的初速为V0,方向和斜轨平行.整个装置放在方向竖直向下,强度为E的匀强电场中,斜轨的高为H,试问:
(1)小球离开A点后将作怎样的运动?
(2)设小球能到达B点,那么,小球在B点对圆环的压力为多少?
(3)在什么条件下,小球可以以匀速沿半圆环到达最高点,这时小球的速度多大?
1-3章练习答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
答案
D
B
BC
A
C
BD
D
AC
A
CD
B
B
C
14.0.520
15
(1)如图所示
(2)A端
(3)如图所示
(4)1.64×103(1.58×103~1.65×103均对)
15.解析:
(1)电流是联系内、外电路的桥梁,是求解闭合电路的关键,而电源的内电路部分为求解该题的突破口.
电源内部热功率P内=I2r,
又P内=P总(1-η),
故I=
=2A.
由于R1、R2并联,所以Uab=I
=4.8V.
(2)由P总=IE得E=
=20V.
答案:
(1)4.8V
(2)20V
16.
(1)设带电体在水平轨道上运动的加速度大小为a,根据牛顿第二定律有
qE=ma…………………………………………………………………………………
(1)
解得a=qE/m=8.0m/s2………………………………………………………………
(2)
设带电体运动到B端的速度大小为vB,
则vB2=2as解得vB=
=4.0m/s。
。
。
。
(3)
(2)设带电体运动到圆轨道B端时受轨道的支持力为N,根据牛顿第二定律有
N-mg=mvB2/R…………(4)
解得N=mg+mvB2/R=5.0N……(5)
根据牛顿第三定律可知,
带电体对圆弧轨道B端的压力大小N′=N=5.0N………(6)
(3)因电场力做功与路径无关,所以带电体沿圆弧形轨道运动过程中,电场力所做的功W电=qER=0.32J…………………………………………………………………(7)
设带电体沿圆弧形轨道运动过程中摩擦力所做的功为W摩,对此过程根据动能定理有
W电+W摩-mgR=0-
mvB2…………(8)
解得W摩=-0.72J……………(9)
17.解:
(1)电子在C点时的速度为
有
(2)对电子从O到C,由动能定理,有
得
18.解析:
(1)设物块向右运动的最大距离为xm,由动能定理得:
-μmgxm-E|q|xm=0-
mv
可求得:
xm=0.4m.
(2)因Eq>μmg,物块不可能停在O点右侧,设最终停在O点左侧且离O点为x处.
由动能定理得:
E|q|xm-μmg(xm+x)=0
可得:
x=0.2m.
答案:
(1)0.4m
(2)O点左侧0.2m处
19、
(1)
(2)
(3)
20.
(1)当mg=qE时,小球做匀速直线运动;当mg>qE时,小球做匀加速直线运动;当mg(2)
(3)当mg=qE时,小球做匀速圆周运动,速率为V0