(10分)飞行时间质谱仪可对气体分子进行分析。如图所示,在真空状态下,脉冲阀P喷出微量气体,经激光照射产生电荷量为q、质量为m的正离子,自a板小孔进入a、b间的加速电场,从b板小孔射出,沿中线方向进入M、N板间的偏转控制区,到达探测器。已知a、b板间距为d,极板M、N的长度和间距均为L。不计离子重力及进入a板时的初速度。
(1)当a、b间的电压为U1,在M、N间加上适当的电压U2,使离子到达探测器。求离子从a板到达探测器的飞行时间。
(2)为保证离子不打在极板上,试求U2与U1的关系。
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(10分)有一个电流表,内阻Rg = 300Ω,满偏电流Ig= 2mA,
(1)要把它改装为量程为0~5V的电压表,请计算所用电学元件的电阻值
(2)要把它改装为量程为0~0.6A的电流表,请计算所用电学元件的电阻值,改装后电流表的内阻是多大?对改装后电流表的内阻结果做出评估,并解释原因。(结果保留一位有效数字)
(8分)如图所示,在水平向右的匀强电场中。一质量为m,带电量q的小球(看成质点)被长为L的细线吊起,当球静止时,细线与竖直方向的夹角为,则:(1)判断小球带电的电性;
(2)计算电场场强的大小。
(3)若电场区域足够大,在某时刻将细线突然剪断,求经过时间t时小球的速度v
(8分)在匀强电场中,将一电荷量为C的负电荷由A点移到B点,其电势能增加了0.1J。已知A、B两点间距为2cm,两点连线与电场方向成60°角,如图所示。求:
(1)在电荷由A移到B的过程中静电力做了多少功?
(2)A、B两点间的电势差为多少?
(3)该匀强电场的电场强度为多大?
某学习小组要描绘一只小电珠(2.5V,0.5A)的伏安特性曲线,所供选择的器材除了导线和开关外,还有以下一些器材可供选择:
A.电源E(电动势为3.0V ,内阻不计)
B.电压表V1(量程为0 ~3.0V ,内阻约为2kΩ)
C.电压表V2(量程为0 ~15.0V ,内阻约为6KΩ)
D.电流表A1(量程为0~0.6A ,内阻约为1Ω)
E.电流表A2(量程为0~100mA ,内阻约为2Ω)
F.滑动变阻器R1 (最大阻值10Ω)
G.滑动变阻器R2(最大阻值2kΩ)
(1)为了减小实验误差,实验中电压表应选择________,电流表应选择_____________,滑动变阻器应选择______________.(填器材的符号)
(2)为提高实验精度,请你为该学习小组设计电路图,并画在右上侧的方框中。
(3)下表中的各组数据是此学习小组在实验中测得的,根据表格中的数据在方格纸上作出该电珠的伏安特性曲线。
U(V) |
0 |
0.5 |
1 |
1.5 |
2.0 |
2.5 |
I(A) |
0 |
0.17 |
0.30 |
0.39 |
0.45 |
0.49 |
(4)由图象可知,该电阻的变化特性是温度升高,电阻
如图所示的实验装置中,平行板电容器的极板A与一灵敏的静电计相接,极板B接地,若极板B稍向上移动一点,观察静电计指针变化作出平行板电容器电容变小结论的依据是( )
A.两极板间的电压不变,极板上的电荷量变小
B.两极板间的电压不变,极板上的电荷量变大
C.极板上的电荷量几乎不变,而极板间的电压变小
D.极板上的电荷量几乎不变,两极板间的电压变大