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【題目】如圖甲所示,A和B是真空中、兩塊面積很大的平行金屬板,O是一個可以連續產生粒子的粒子源,O到A、B的距離都是l.現在A、B之間加上電壓,電壓UAB隨時間變化的規律如圖乙所示.已知粒子源在交變電壓的一個周期內可以均勻產生300個粒子,粒子質量為m、電荷量為-q.這種粒子產生后,在電場力作用下從靜止開始運動.設粒子一旦磁到金屬板,它就附在金屬板上不再運動,且電荷量同時消失,不影響A、B板電勢.不計粒子的重力,不考慮粒子之間的相互作用力.已知上述物理量l=0.6m,U0=1.2×103V,T=1.2×10-2s,m=5×10-10kg,q=1×10-7C.

(1)在t=0時刻出發的微粒,會在什么時刻到達哪個極板?

(2)在t=0到t=T/2這段時間內哪個時刻產生的微粒剛好不能到達A板?

(3)在t=0到t=T/2這段時間內產生的微粒有多少個可到達A板?

【答案】(1)微粒在t1=2.45×103s的時刻到達A板(2)t2=4×103s時刻產生的微粒剛好不能到達A板(3)100

【解析】

試題(1)設在t=0時刻產生的微粒在t1時刻到達A板,且

在此過程中微粒加速度.①

得,

,所以假設成立,該微粒在t1=2.45×103s的時刻到達A板.

(2)設在t=0到這段時間內的t2時刻產生的微粒剛好不能到達A板,設此微粒在-T時間內的t3時刻到達A板時的速度剛好為零.時間內的加速度.③

微粒在時刻的速度

微粒在t2-t3時間內的位移

由④⑤式得t2=4×103s

t3=7×103sT,所以假設成立,t2=4×103s時刻產生的微粒剛好不能到達A板.

(3)t2時刻產生的微粒在t3時刻到達A板時的速度為零,并立即返回,設t3-T時間內一直向B板運動,則其位移s1為:

即該微粒一定會被B板吸收,在t=0時刻到

這段時間內的t2時刻及其以后產生的微粒都不能到達A板.

所以在t=0到這段時間內能到達A板微粒的個數為:

練習冊系列答案
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A. 減速前該車已超速

B. 汽車在加速階段的加速度大小為3m/s2

C. 駕駛員開始減速時距斑馬線18m

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10-t0時間內,OM桿固定在與OA夾角為的位置不動,求這段時間內通過電阻P的感應電流大小和方向;

2t02t0時間內,OM桿在外力作用下以恒定的角速度逆時針轉動,2t0時轉過角度OC位置,求電阻P在這段時間內產生的焦耳熱Q

32t03t0時間內,OM桿仍在外力作用下以恒定的角速度逆時針轉動,3t0時轉到OD位置,若2t0時勻強磁場開始變化,使得2t03t0時間內回路中始終無感應電流,求B隨時間t變化的關系式,并在圖乙中補畫出這段時間內的大致圖像。

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【題目】某中學生課外科技小組利用銅片、鋅片和家鄉盛產的柑橘制作了果汁電池,他們為了測量這種電池的電動勢E和內阻r,設計了如下兩種方案:

方案一:

(1)測電池內阻時,選擇多用電表“×10”倍率歐姆擋,將兩個表筆插入電池兩極內側,盡量靠近兩極而不與兩電極接觸,此時歐姆表指針如圖甲所示,則電池的內阻為_______Ω;

(2)測電池電動勢時,先在電池兩端連接一個滑動變阻器作為負載,然后用多用電表的直流電壓擋分別測量外電壓和內電壓,其中測外電壓時,選擇開關置于直流電壓1 V擋,指針位置如圖乙所示,則此時的外電壓為_________V。

(3)根據公式E=_____________(用內電壓U和外電壓U表示)即可得到電池的電動勢。

方案二:

用如圖丙所示的電路進行測量,通過調節滑動變阻器得到多組電壓電流值,描點做出UI圖如圖丁所示;

(1)由圖可得,電池電動勢E=________V,內阻r=______

(2)僅從測量的原理來看,由于電流表的分壓作用,電壓表示數比真實的路端電壓,測得的電動勢比真實的電動勢________,測得的內阻比真實的內阻________;(以上三空均填偏大”“偏小相等”)

(3)若所用電流表的內阻為100 Ω,則待測電池的真實內阻為________Ω。

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B. 移動過程中電場力對小球b做正功

C. 小球bB點的受到的電場力等于在O點受到的電場力

D. 小球bB點的受到的電場力大于在O點受到的電場力

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