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一个水平放置的平行板电容器,极板长L=20cm、板间距d=2cm.在两极板AB间...

一个水平放置的平行板电容器,极板长L=20cm、板间距d=2cm.在两极板AB间加上如图所示的脉冲电压(A板电势高于B板电势),板右侧紧靠电容器竖直放置一个挡板D,板左侧有一个连续发出相同带电微粒的粒子源S,所产生的带电微粒质量m=2×10-8kg、电荷量q=+2.5×10-7C,且正好沿两极板正中间平行于极板的速度v=500m/s射入电容器,由于粒子通过电容器的时间极短,可认为此过程中AB两板间电压不变,(微粒重力不计).求:
(1)当t=0时刻进入平行板间的微粒最后击中挡板上的位置;
(2)哪些时刻进入平行板间的微粒击中挡板时的动能最大,这些粒子在电场中动能变化多大.manfen5.com 满分网
(1)由图知:t=0时刻加在电容两极板间的电压U=100V,粒子通过电容器的时间极短,认为电压不变.粒子进入电场中做类平抛运动,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做初速度为零的匀加速运动,根据牛顿第二定律和运动学公式结合求出粒子在竖直方向上偏转的距离y,即为微粒最后击中挡板上的位置; (2)当微粒偏离入射方向的距离为时的微粒击中挡板时的动能最大.根据偏转距离y与电压的关系可求出板间电压,再由图得到粒子进入电场的时刻,并由动能定理得到动能的变化量. 【解析】 (1)当t=0时刻加在电容两极板间的电压U=100V,粒子在入射方向上偏移的距离为    ==5×10-3(m) 即t=0时刻,通过电容器的微粒,击中挡板中点O的下方0.5cm处. (2)当微粒偏离入射方向的距离为时的微粒击中挡板时的动能最大. 设此时加在AB两板上的电压为Ux,则 解得  =200(V) 从图中可知 当t=0.05+0.1n(s)(其中n=0、1、2、3、…)时刻加在电容器两极板间的电压为200V,这些时刻进入电容器并击中挡板的微粒动能最大. 这些微粒在电场中的动能变化为==2.5×10-5(J) 答: (1)当t=0时刻进入平行板间的微粒最后击中挡板上的位置是挡板中点O的下方0.5cm处.; (2)当t=0.05+0.1n(s)(其中n=0、1、2、3、…)时刻进入平行板间的微粒击中挡板时的动能最大,这些粒子在电场中动能变化为2.5×10-5(J).
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考点分析:
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如图所示,光滑平行的金属导轨MN、PQ相距l,其框架平面与水平面成θ角,在M点和P点间接一个阻值为R的电阻,在两导轨间OO1O1′O′矩形区域内有垂直导轨平面向下、宽为d的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m、电阻为r的导体棒ab,垂直搁置于导轨上,与磁场上边界相距d,现使它由静止开始运动,在棒ab离开磁场前已经做匀速直线运动(棒ab与导轨始终保持良好的接触,导轨电阻不计).求:
(1)棒ab在离开磁场下边界时的速度;
(2)棒ab通过磁场区的过程中整个电路所消耗的电能.

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(1)当导体棒ab从左端进入磁场区域时开始计时,设电流方向从a流向b为正方向,请你在i-t坐标系中画出流过导体棒ab的电流随时间的变化关系图象(至少画出两个周期的图象).
(2)整个过程中流过导体棒ab的电流为交变电流,求出流过导体棒ab的电流有效值.
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如图所示,定值电阻R2=6Ω,电源内阻r为1Ω,当电键S闭合且滑动变阻器阻值R1调为2Ω时,电源的总功率P=16W,而电源的输出功率P=12W,此时灯泡正常发光,求:
(1)电源电动势E及路端电压U.
(2)电压表读数及灯泡正常发光时的功率PL

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如图a所示为某一同学测量一量程为3V的直流电压表的内电阻RV的电路图,其中RV的电阻约为几千欧,具体实验步骤如下:
①把滑线变阻器的滑动片P滑到N端,将电阻箱R的阻值调到零;
②闭合电键S,调节滑线变阻器的阻值,使电压表的示数为3.0V;
③再调节电阻箱R,使电压表的示数为1.5V,读出此时电阻箱R的阻值;
④断开电键S,整理好仪器.
(1)现有电阻箱:A(0~999.9Ω,0.8A),电阻箱B(0~9999Ω,0.2A);直流电源:E1(2V,内阻不计),E2(6V,内阻不计).
其中电阻箱应选用______(填“A”或“B”),直流电源应选用______
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(1)如图a所示中给出的是用螺旋测微器测量某一圆筒内径时的示数,此读数应为______mm  
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(2)某班物理兴趣小组在使用多用电表按正确步骤测量某一电阻阻值,选择开关指在“×100”欧姆档,指针指示位置如图b所示,则这电阻是______Ω.如果要用该多用电表测量一个约20Ω的电阻,为了使测量结果比较精确,应选的欧姆档是______(填“×1”“×10”、“×100”、或“×1k”).
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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