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文档介绍
物理卷·2018届宁夏石嘴山市平罗中学高二上学期月考物理试卷(12月份) (解析版)
2016-2017学年宁夏石嘴山市平罗中学高二(上)月考物理试卷(12月份) 一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分.在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求;第9~12题有多项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分) 1.在电场中的某点放一个检验电荷,其电量为q,受到的电场力为F,则该点的电场强度,下列说法正确的是( ) A.若移去检验电荷,则该点的电场强度为0 B.若检验电荷的电量变为4q,则该点的场强变为4E C.若放置到该点的检验电荷变为﹣2q,则场中该点的场强大小不变,但方向相反 D.若放置到该点的检验电荷变为﹣2q,则场中该点的场强大小方向均不变 2.某金属导线的电阻率为ρ,电阻为R,现将它均匀拉长到直径为原来的一半,那么该导线的电阻率和电阻分别变为( ) A.4ρ和4R B.ρ和4R C.16ρ和16R D.ρ和16R 3.如图先接通S使电容器充电,然后断开S.当增大两极板间距离时,电容器所带电量Q、电容C、两板间电压U、电容器两极板间场强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变大,E不变 C.Q不变,C变小,U不变,E不变 D.Q不变,C变小,U变大,E不变 4.一带电粒子在如图所示的点电荷形成的电场中,在电场力作用下沿虚线所示轨迹从A点运动到B点,电荷的加速度、动能、电势能的变化情况是( ) A.加速度增大,动能、电势能都增加 B.加速度减小,动能、电势能都减少 C.加速度增大,动能增加,电势能减少 D.加速度增大,动能减少,电势能增加 5.如图所示,在一匀强电场区域中,有A、B、C、D四点恰好位于一平行四边形的四个顶点上,已知A、B、C三点电势分别为φA=1V,φB=4V,φC=0,则D点电势φD的大小为( ) A.﹣3 V B.0 C.2 V D.1 V 6.电路如图所示,已知电池组的总内阻r=1Ω,外电路电阻R=5Ω,电压表的示数U=2.5V,则电池组的电动势E应等于( ) A.2.0 V B.2.5 V C.3.0 V D.3.5 V 7.在如图所示电路中,当变阻器R3的滑动头P向b端移动时( ) A.电压表示数变大,电流表示数变小 B.电压表示数变小,电流表示数变大 C.电压表示数变大,电流表示数变大 D.电压表示数变小,电流表示数变小 8.如图所示的电路中,输入电压U恒为12V,灯泡L上标有“6V,12W”字样,电动机线圈的电阻RM=0.50Ω.若灯泡恰能正常发光,以下说法中正确的是( ) A.电动机的输入功率为24 W B.电动机的输出功率为12 W C.电动机的热功率为2.0 W D.整个电路消耗的电功率为22 W 9.如图所示,电场中有A、B两点,则下列说法中正确的是( ) A.电势φA>φB,场强EA>EB B.电势φA>φB,场强EA<EB C.将+q电荷从A点移到B点电场力做了正功 D.将﹣q电荷分别放在A、B两点时具有的电势能EPA>EPB 10.如图所示,把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正电荷形成的电场中.导体处于静电平衡时,下列说法正确的是( ) A.A、B两点场强相等,且都为零 B.A、B两点场强不相等 C.感应电荷产生的附加电场EA<EB D.A、B两点电势相等 11.如图所示,图线1、2分别表示导体A、B的伏安特性曲线,它们的电阻分别为R1、R2,则下列说法正确的是( ) A.R1:R2=1:3 B.R1:R2=3:1 C.将R1与R2串联后接于电源上,则电压比U1:U2=1:3 D.将R1与R2并联后接于电源上,则电流比I1:I2=1:3 12.如图所示是简化的多用电表的电路.转换开关S与不同接点连接,就组成不同的电表,已知R3<R4,下面是几位同学对这一问题的议论,请你判断他们中的正确说法是( ) A.S与1、2连接时,多用电表就成了电流表,且前者量程较大 B.S与3、4连接时,多用电表就成了电流表,且前者量程较大 C.S与3、4连接时,多用电表就成了电压表,且前者量程较大 D.S与5连接时,多用电表就成了欧姆表 二、实验题(共14分) 13.某同学用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一薄的金属圆片的直径和厚度,读出图的示数,该金属圆片的直径的测量值为 cm,厚度的测量值为 mm. 14.一个额定功率为0.1W的电阻,其阻值不详.用多用电表粗测其阻值,其结果如图所示.则多用电表测得的电阻值约为 Ω. 15.某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻,现备有下列器材: A.被测干电池一节 B.电流表1:量程0~0.6A,内阻约为0.1Ω C.电流表2:量程0~3A,内阻未知 D.电压表1:量程0~3V,内阻未知 E.电压表2:量程0~15V,内阻未知 F.滑动变阻器1:0~10Ω,2A G.滑动变阻器2:0~100Ω,1A H.开关、导线若干 伏安法测电池电动势和内阻的实验中,由于电流表和电压表内阻的影响,测量结果存在系统误差,在现有器材的条件下,要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻. (1)在上述器材中请选择适当的器材(填写器材前的字母):电流表选择 ,电压表选择 ,滑动变阻器选择 (2)实验电路图应选择上图中的 (填“甲”或“乙”); (3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的U﹣I图象,利用图线可知干电池的电动势E= V,内电阻r= Ω. (4)电动势测量值真实值,内阻测量值 真实值(选填“大于、小于或等于”). 三、计算题(本题共4小题,共38分.解答过程应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.) 16.电场中有A、B两点,A点电势为100V.将带电2.0×10﹣4C的正点电荷由A点移到B点,电场力做功2.0×10﹣3J,则: (1)B点电势是多少伏? (2)B点的电势能是多少焦? 17.如图所示,R为电阻箱,为理想电压表.当电阻箱读数为R1=2Ω时,电压表读数为U1=4V;当电阻箱读数为R2=5Ω时,电压表读数为U2=5V.求: (1)电源的电动势E和内阻r. (2)当电阻箱R读数为多少时,电源的输出功率最大?最大值Pm为多少? 18.如图所示,A为粒子源.在A和极板B间的加速电压为U1,在两水平放置的平行导体板C、D间加有偏转电压U2.C、D板长L,板间距离d.现从粒子源A发出质量为m,带电量为q的带电粒子,由静止开始经加速电场加速后进入偏转电场,最后穿出打在右侧的屏幕上,不计粒子的重力.求: (1)带电粒子穿过B板时的速度大小; (2)带电粒子从偏转电场射出时的侧移量(即竖直方向的偏转位移) 19.如图所示,在E=103V/m的水平向左匀强电场中,有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置,轨道与一水平绝缘轨道MN连接,半圆轨道所在竖直平面与电场线平行,其半径R=40cm,一带正电荷q=10﹣4C的小滑块质量为m=40g,与水平轨道间的动摩因数μ=0.2,取g=10m/s2,求: (1)要小滑块能运动到圆轨道的最高点L,滑块应在水平轨道上离N点多远处释放? (2)这样释放的滑块通过P点时对轨道压力是多大?(P为半圆轨道中点) 2016-2017学年宁夏石嘴山市平罗中学高二(上)月考物理试卷(12月份) 参考答案与试题解析 一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分.在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求;第9~12题有多项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分) 1.在电场中的某点放一个检验电荷,其电量为q,受到的电场力为F,则该点的电场强度,下列说法正确的是( ) A.若移去检验电荷,则该点的电场强度为0 B.若检验电荷的电量变为4q,则该点的场强变为4E C.若放置到该点的检验电荷变为﹣2q,则场中该点的场强大小不变,但方向相反 D.若放置到该点的检验电荷变为﹣2q,则场中该点的场强大小方向均不变 【考点】电场强度. 【分析】电场强度是反映电场本身的力的性质的物理量,与试探电荷无关,在电场中同一点,电场强度是确定不变的. 【解答】解:A、由题,该点的电场强度,若移去检验电荷,该点的电场强度仍为.故A错误. B、若检验电荷的电量变为4q,检验电荷所受的电场力为4F,该点的电场强度仍为.故B错误. C、D若放置到该点的检验电荷变为﹣2q,检验电荷所受的电场力为﹣2F,该点的电场强度仍为.故C错误,D正确. 故选:D. 2.某金属导线的电阻率为ρ,电阻为R,现将它均匀拉长到直径为原来的一半,那么该导线的电阻率和电阻分别变为( ) A.4ρ和4R B.ρ和4R C.16ρ和16R D.ρ和16R 【考点】电阻定律. 【分析】在电阻丝温度不变的条件下,电阻的影响因素是材料(电阻率)、长度、横截面积,当导线被拉长后,长度变长的同时,横截面积变小,但导体的整个体积不变. 【解答】解:电阻为R,现将它均匀拉长到直径为原来的一半,其材料和体积均不变,则横截面积变为原来的,长度为原来的4倍;由于导体的电阻与长度成正比,与横截面积成反比,所以此时导体的电阻变为原来的16倍,即16R. 由于电阻率受温度的影响,因温度不变,所以电阻率也不变. 故选:D. 3.如图先接通S使电容器充电,然后断开S.当增大两极板间距离时,电容器所带电量Q、电容C、两板间电压U、电容器两极板间场强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变大,E不变 C.Q不变,C变小,U不变,E不变 D.Q不变,C变小,U变大,E不变 【考点】电容器的动态分析;电容. 【分析】电容器与电源断开,电量保持不变,增大两极板间距离时,根据C=,判断电容的变化,根据U=判断电势差的变化,根据E=,判断电场强度的变化. 【解答】解:电容器与电源断开,电量Q保持不变,增大两极板间距离时,根据C=,知电容C变小,根据U=,知两极板间的电势差U变大,根据E===,知电场强度E不变.故D正确,A、B、C错误. 故选:D. 4.一带电粒子在如图所示的点电荷形成的电场中,在电场力作用下沿虚线所示轨迹从A点运动到B点,电荷的加速度、动能、电势能的变化情况是( ) A.加速度增大,动能、电势能都增加 B.加速度减小,动能、电势能都减少 C.加速度增大,动能增加,电势能减少 D.加速度增大,动能减少,电势能增加 【考点】电势;电势能. 【分析】根据电荷所受电场力的大小,根据牛顿第二定律比较加速度的大小,根据动能定理比较动能的大小,根据电场力做功,判断电势能的变化 【解答】解:电荷在A点电场线比B点疏,所以A点的电场力小于B点的电场力,则A点的加速度小于B点的加速度.从A到B,电场力做正功,根据动能定理,动能增加.电场力做正功,电势能减小.故C正确,A、B、D错误. 故选:C 5.如图所示,在一匀强电场区域中,有A、B、C、D四点恰好位于一平行四边形的四个顶点上,已知A、B、C三点电势分别为φA=1V,φB=4V,φC=0,则D点电势φD的大小为( ) A.﹣3 V B.0 C.2 V D.1 V 【考点】电势差与电场强度的关系;电势. 【分析】在匀强电场中,在电场方向前进相同的距离,电势差相等,结合平行四边形的特点分析. 【解答】解:在匀强电场中,根据U=Ed知,沿电场方向相同距离电势差相等,根据平行四边形的特点知,AB与DC平行且相等,所以AB边与DC边沿电场方向的距离相等,AB间的电势差与DC间的电势差相等,即有 φA﹣φB=φD﹣φC 解得 φD=φA﹣φB+φC=1V﹣4V+0V=﹣3V 故选:A 6.电路如图所示,已知电池组的总内阻r=1Ω,外电路电阻R=5Ω,电压表的示数U=2.5V,则电池组的电动势E应等于( ) A.2.0 V B.2.5 V C.3.0 V D.3.5 V 【考点】闭合电路的欧姆定律. 【分析】由已知条件,由欧姆定律求出电阻的电流I,再由闭合电路欧姆定律,求出电池的电动势. 【解答】解:由欧姆定律,得电路中电流为 I==A=0.5A 又由闭合电路欧姆定律,得 E=I(R+r)=0.5×(5+1)V=3V 故选:C 7.在如图所示电路中,当变阻器R3的滑动头P向b端移动时( ) A.电压表示数变大,电流表示数变小 B.电压表示数变小,电流表示数变大 C.电压表示数变大,电流表示数变大 D.电压表示数变小,电流表示数变小 【考点】闭合电路的欧姆定律. 【分析】由图可知R2与R3并联后与R1串联,电压表测量路端电压;由滑片的移动可得出滑动变阻器接入电阻的变化,则由闭合电路的欧姆定律可得出总电流的变化,由U=E﹣Ir可得出路端电压的变化;将R1作为内阻处理,则可得出并联部分电压的变化,求得R2中电流的变化,由并联电路的电流规律可得出电流表示数的变化. 【解答】解:当滑片向b端滑动时,滑动变阻器接入电阻减小,则电路中总电阻减小,则由闭合电路欧姆定律可得,电路中总电流增大,故内压增大;因此路端电压减小,故电压表示数减小; 将R1等效为内阻,则可知并联部分电压一定减小,故流过R2的电流减小,因总电流增大,故电流表示数增大;故B正确,ACD错误; 故选B. 8.如图所示的电路中,输入电压U恒为12V,灯泡L上标有“6V,12W”字样,电动机线圈的电阻RM=0.50Ω.若灯泡恰能正常发光,以下说法中正确的是( ) A.电动机的输入功率为24 W B.电动机的输出功率为12 W C.电动机的热功率为2.0 W D.整个电路消耗的电功率为22 W 【考点】电功、电功率. 【分析】由灯泡铭牌可知灯泡额定值,则由电功率的变形公式可以求出灯泡正常发光时的电流;由串联电路特点可以求出电动机的电压,由电功率公式可以求出电机总功率与热功率,进一步求出电动机的输出功率;由电功率公式可以求出电路中消耗的总功率. 【解答】解:A、电动机两端的电压U1=U﹣UL=12﹣6V=6V,整个电路中的电流I=,所以电动机的输入功率P=U1I=6×2W=12W.故A错误. B、电动机的热功率P热=I2RM=4×0.5W=2.0W,则电动机的输出功率P2=P﹣I2RM=12﹣2W=10W.故B错误,C正确. D、整个电路消耗的功率P总=UI=12×2W=24W.故D错误. 故选:C. 9.如图所示,电场中有A、B两点,则下列说法中正确的是( ) A.电势φA>φB,场强EA>EB B.电势φA>φB,场强EA<EB C.将+q电荷从A点移到B点电场力做了正功 D.将﹣q电荷分别放在A、B两点时具有的电势能EPA>EPB 【考点】电势;电场强度. 【分析】电场强度的大小看电场线的疏密程度,电场线越密的地方电场强度越大,电势的高低看电场线的指向,沿着电场线电势一定降低. 要正确在电场中通过电场线来判断电场强度、电势、电势能大小变化,理解这些概念之间的关系. 【解答】解:A、电场线越密的地方电场强度越大,所以场强EA<EB, 沿着电场线电势降低,所以电势∅A>∅B,故A错误,B正确. C、将+q电荷从A点移动到B点所受电场力和电场线方向相同,电场力做正功,故C正确. D、将﹣q电荷分别放在A、B两点,所受电场力和电场线方向相反,电场力做负功,电势能增加,所以EPA<EPB,故D错误. 故选:BC. 10.如图所示,把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正电荷形成的电场中.导体处于静电平衡时,下列说法正确的是( ) A.A、B两点场强相等,且都为零 B.A、B两点场强不相等 C.感应电荷产生的附加电场EA<EB D.A、B两点电势相等 【考点】电势差与电场强度的关系;电场强度;电势. 【分析】枕形导体在点电荷附近,出现静电感应现象,导致电荷重新分布.因此在枕形导体内部出现感应电荷的电场,正好与点电荷的电场叠加,只有叠加后电场为零时,电荷才不会移动.当点电荷移走后,电荷恢复原状. 【解答】解:A、枕形导体在点电荷附近,出现静电感应现象,导致电荷重新分布.因此在枕形导体内部出现感应电荷的电场,正好与点电荷的电场叠加,内部电场强度处处为零,故A正确; BD、A、B两点场强相等,且都为零,电势相等,故B错误;D正确; C、点电荷的产生电场在A点的场强大于在B点的场强,在枕形导体内部出现感应电荷的电场,正好与点电荷的电场叠加,叠加后电场为零,所以感应电荷产生的附加电场EA>EB,故C错误; 故选:AD 11.如图所示,图线1、2分别表示导体A、B的伏安特性曲线,它们的电阻分别为R1、R2,则下列说法正确的是( ) A.R1:R2=1:3 B.R1:R2=3:1 C.将R1与R2串联后接于电源上,则电压比U1:U2=1:3 D.将R1与R2并联后接于电源上,则电流比I1:I2=1:3 【考点】欧姆定律. 【分析】根据控制变量法和欧姆定律分析电流与电压的关系图即可得出正确答案. 【解答】解:A、B、根据电阻的定义式R=得,根据图象可知,当电流都为1A时,电阻之比等于电压的反比,所以导体A、B的电阻==.故A正确,B错误; C、D、根据公式:U=IR,当两段导体中的电流相等时,他们的电压之比U1:U2==1:3.故C正确,D错误. 故选:AC. 12.如图所示是简化的多用电表的电路.转换开关S与不同接点连接,就组成不同的电表,已知R3<R4,下面是几位同学对这一问题的议论,请你判断他们中的正确说法是( ) A.S与1、2连接时,多用电表就成了电流表,且前者量程较大 B.S与3、4连接时,多用电表就成了电流表,且前者量程较大 C.S与3、4连接时,多用电表就成了电压表,且前者量程较大 D.S与5连接时,多用电表就成了欧姆表 【考点】用多用电表测电阻;多用电表的原理及其使用. 【分析】要熟悉多用表的原理和结构,明确电压表、电流表和欧姆表的基本结构和性质,根据电表的结构即可选出欧姆表、电压表和电流表. 【解答】解:A、由图可知,当S与1、2连接时,多用电表就成了电流表,电阻与表头并联,当并联电阻越小时,量程越大,因此前者量程较大,故A正确, B、C、由图可知,当S与3、4连接时,G与电阻串联,多用电表是电压表,根据串联电路规律可知,因R3<R4,则前者量程小,后者量程大,故BC错误 D、由图可知,S与5连接时,G与内置电源、滑动变阻器串联,此时多用电表是成为欧姆表,故D正确. 故选:AD. 二、实验题(共14分) 13.某同学用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一薄的金属圆片的直径和厚度,读出图的示数,该金属圆片的直径的测量值为 1.240 cm,厚度的测量值为 1.685 mm. 【考点】刻度尺、游标卡尺的使用;螺旋测微器的使用. 【分析】解决本题的关键掌握游标卡尺读数的方法,主尺读数加上游标读数,不需估读.螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数,在读可动刻度读数时需估读. 【解答】解:1、游标卡尺的主尺读数为12mm,游标尺上第8个刻度和主尺上某一刻度对齐,所以游标读数为8×0.05mm=0.40mm,所以最终读数为:12mm+0.40mm=12.40mm=1.240cm. 2、螺旋测微器的固定刻度为1.5mm,可动刻度为18.5×0.01mm=0.185mm,所以最终读数为1.5mm+0.185mm=1.685mm. 故答案为:1.240;1.685 14.一个额定功率为0.1W的电阻,其阻值不详.用多用电表粗测其阻值,其结果如图所示.则多用电表测得的电阻值约为 1000 Ω. 【考点】用多用电表测电阻. 【分析】明确欧姆表的读数方法,知道欧姆表指针示数与倍率的乘积是欧姆表示数. 【解答】解:由图所示可知,多用电表选择欧姆×10挡,所测电阻阻值为:100×10=1000Ω; 故答案为:1000. 15.某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻,现备有下列器材: A.被测干电池一节 B.电流表1:量程0~0.6A,内阻约为0.1Ω C.电流表2:量程0~3A,内阻未知 D.电压表1:量程0~3V,内阻未知 E.电压表2:量程0~15V,内阻未知 F.滑动变阻器1:0~10Ω,2A G.滑动变阻器2:0~100Ω,1A H.开关、导线若干 伏安法测电池电动势和内阻的实验中,由于电流表和电压表内阻的影响,测量结果存在系统误差,在现有器材的条件下,要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻. (1)在上述器材中请选择适当的器材(填写器材前的字母):电流表选择 B ,电压表选择 D ,滑动变阻器选择 F (2)实验电路图应选择上图中的 乙 (填“甲”或“乙”); (3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的U﹣I图象,利用图线可知干电池的电动势E= 1.5 V,内电阻r= 1.0 Ω. (4)电动势测量值真实值,内阻测量值 小于 真实值(选填“大于、小于或等于”). 【考点】测定电源的电动势和内阻. 【分析】(1)实验中要能保证安全和准确性选择电表; (2)本实验应采用电阻箱和电压表联合测量,由实验原理可得出电路原理图; (3)由原理利用闭合电路欧姆定律可得出表达式,由数学关系可得出电动势和内电阻. (4)根据实验原理分析误差情况. 【解答】解:(1)在上述器材中请选择适当的器材:由于电流计较小,为了读数准确,电流表选择B;电动势约为1.5V,故电压表应选择3V量程的D;由于内阻较小,故滑动变阻器阻值较小有利于电表的数值变化,减小误差,故选F. (2)因电流表内阻接近电源内阻,故电流表应采用相对电源的外接法,故选乙图; (3)由U﹣I图可知,电源的电动势为:E=1.50V; 内电阻为:r===1.0Ω; (4)由图示可知,伏安法测电阻相对于电源来说采用电流表外接法,由于电压表分流作用,电流表测量值偏小,当外电路短路时,电流测量值等于真实值,电源的U﹣I图象如图所示, 由图象可知,电动势测量值小于真实值,电源内阻测量值小于真实值, 故答案为:(1)B;D;F;(2)乙(3)1.5;1.0(4)小于. 三、计算题(本题共4小题,共38分.解答过程应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.) 16.电场中有A、B两点,A点电势为100V.将带电2.0×10﹣4C的正点电荷由A点移到B点,电场力做功2.0×10﹣3J,则: (1)B点电势是多少伏? (2)B点的电势能是多少焦? 【考点】电势差与电场强度的关系;电势能. 【分析】(1)根据UAB= 求的AB间电势差,再依据UAB=φA﹣φB求得B点电势; (2)根据EPB=qφB求的电势能. 【解答】解:(1)AB间的电势差为UAB==V=10V 因为UAB=φA﹣φB 且φA=100V,故φB=90V (2)电荷在B点所具有的电势能为EPB=qφB=2.0×10﹣4×90J=1.8×10﹣2 J 答:(1)B点电势是90伏; (2)B点的电势能是1.8×10﹣2 焦. 17.如图所示,R为电阻箱,为理想电压表.当电阻箱读数为R1=2Ω时,电压表读数为U1=4V;当电阻箱读数为R2=5Ω时,电压表读数为U2=5V.求: (1)电源的电动势E和内阻r. (2)当电阻箱R读数为多少时,电源的输出功率最大?最大值Pm为多少? 【考点】闭合电路的欧姆定律;电功、电功率. 【分析】(1)由两次电压表及电阻箱的读数,列出闭合电路欧姆定律联立可求得电动势和内阻; (2)由功率表达式可知,当内外电阻相等时,电源的输出功率最大;由数学知识可求得最大值. 【解答】解:(1)由闭合电路欧姆定律: 联立上式并代入数据解得: E=6V r=1Ω 电源电动势为6V,内阻为1Ω; (2)由电功率表达式: 将上式变形为: 由上式可知R=r=1Ω时P有最大值为; 故P的最大输出功率为9W. 18.如图所示,A为粒子源.在A和极板B间的加速电压为U1,在两水平放置的平行导体板C、D间加有偏转电压U2.C、D板长L,板间距离d.现从粒子源A发出质量为m,带电量为q的带电粒子,由静止开始经加速电场加速后进入偏转电场,最后穿出打在右侧的屏幕上,不计粒子的重力.求: (1)带电粒子穿过B板时的速度大小; (2)带电粒子从偏转电场射出时的侧移量(即竖直方向的偏转位移) 【考点】带电粒子在匀强电场中的运动. 【分析】(1)粒子先经过加速电场加速,后进入偏转电场偏转.由动能定理可以解得加速获得的速度,即为穿过B板时的速度. (2)粒子进入偏转电场后做类平抛运动,把其分解为水平方向的匀速直线运动,竖直方向的匀加速直线运动.根据牛顿第二定律和运动学规律结合求解侧移量. 【解答】解:(1)粒子经加速电场的过程中,由动能定理得: qU1=mv02 解得:v0= (2)粒子在偏转电场中做类平抛运动,平行板方向做匀速直线运动,运动时间为:t= 垂直板方向做初速度为零的匀加速直线运动,由牛顿第二定律得加速度为:a== 离开偏转电场时的侧移为 y= 由以上各式解得:y= 答: (1)带电粒子穿过B板时的速度大小是; (2)带电粒子从偏转电场射出时的侧移量是. 19.如图所示,在E=103V/m的水平向左匀强电场中,有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置,轨道与一水平绝缘轨道MN连接,半圆轨道所在竖直平面与电场线平行,其半径R=40cm,一带正电荷q=10﹣4C的小滑块质量为m=40g,与水平轨道间的动摩因数μ=0.2,取g=10m/s2,求: (1)要小滑块能运动到圆轨道的最高点L,滑块应在水平轨道上离N点多远处释放? (2)这样释放的滑块通过P点时对轨道压力是多大?(P为半圆轨道中点) 【考点】动能定理的应用;向心力;带电粒子在匀强电场中的运动. 【分析】(1)在小滑块运动的过程中,摩擦力对滑块和重力做负功,电场力对滑块做正功,根据动能定理可以求得滑块与N点之间的距离; (2)在P点时,对滑块受力分析,由牛顿第二定律可以求得滑块受到的轨道对滑块的支持力的大小,由牛顿第三定律可以求滑块得对轨道压力; 【解答】解:(1)设滑块与N点的距离为L, 分析滑块的运动过程,由动能定理可得, qEL﹣μmgL﹣mg•2R=mv2﹣0 小滑块在C点时,重力提供向心力, 所以 mg=m 代入数据解得 v=2m/s,L=20m. (2)滑块到达P点时,对全过程应用动能定理可得, qE(L+R)﹣μmgL﹣mg•R=mvP2﹣0 在P点时由牛顿第二定律可得, N﹣qE=m 解得N=1.5N 由牛顿第三定律可得,滑块通过P点时对轨道压力是1.5N. 答:(1)滑块与N点的距离为20m; (2)滑块通过P点时对轨道压力是1.5N. 查看更多