(11分)如图所示,竖直放置的半圆形绝缘光滑轨道半径R=40cm,下端与绝缘光滑的水平面平滑连接,整个装置处于方向竖直向下,大小为E=103V/m的匀强电场中,一质量为m=10g、带电量为q=+10-4C的小物块(可视为质点),从水平面上的A点以初速度v0水平向左运动,沿半圆形轨道恰好能通过最高点C,取g=10m/s2,试求:
(1)小物块从C点抛出后落地点与B点间的水平距离;
(2)v0的大小和过B点时轨道对小物块的支持力大小;
(9分)如图所示,真空室中阴极K逸出电子(初速不计),经过电压为U1的加速电场后,由小孔S沿水平金属极板A、B间的中心线射入,金属极板A、B长均为L,相距为d,两板间加上恒定电压U0,在两极板右侧与极板右端相距D处有一个与两极板中心线垂直的足够大的荧光屏,中心线正好与屏上坐标原点相交.已知电子的质量为me,带电荷量为-e(不计电子的重力)。求:
(1)电子刚进入偏转极板A、B时的初速度v=?
(2)要使所有电子都能打在荧光屏上,则所加偏转电压的U0应满足什么条件?
(3)偏转电压满足第2问条件下,求电子从逸出至打到荧光屏上增加的动能。
(8分)有一个直流电动机,把它接入0.2V电压的电路时,电动机不转,测得流过电动机的电流是0.4A,若把它接入2V电压的电路中,电动机正常工作,工作电流是1A。求:
(1)电动机正常工作时的输出功率及电动机的效率;
(2)如在正常工作时,转子突然被卡住,此时电动机的发热功率,并说明电动机为什么不能卡塞。(提示:电动机在电路中转子不转动时为纯电阻用电器)
(12分)在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中,实验室备有下列器材选用:
①干电池(电动势约为,内电阻约为);
②电流表(满偏电流,内阻);
③电流表(量程,内阻约为);
④滑动变阻器(,);
⑤滑动变阻器(,);
⑥定值电阻;
⑦开关和导线若干。
某同学设计了如所示的电路进行实验:
(1)在该电路中为了操作方便且能准确地进行测量,滑动变阻器应选 ▲ (填写器材前的字母代号“”或“”);在闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑动端c移动至 ▲ (填“a端”、“中央”或“b端”)。
(2)根据图(甲)在图(乙)的实物图上连线。
(3)闭合开关S,移动滑动变阻器的滑动端c至某一位置,读出电流表G和电流表A的示数I1和I2。多次改变滑动端c的位置,得到的数据为:
在图(丙)所示的坐标纸上以I1为纵坐标、I2为横坐标画出所对应的I1-I2曲线(I1为电流表G的示数, I2为电流表A的示数)。
(4)利用所画图线可求得电源的电动势E= ▲ V,电源的内电阻r = ▲ Ω。(结果要求保留两位小数)
如图所示,有一量程为500μA、内阻为10kΩ的灵敏电流计改装成为量程为1A的电流表,然后把它与一个10Ω的电阻并联后接入一电路中,若电
流表的示数为0.6A,则此电路中的电流I= ▲ A。
小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变化。一学习小组通过实验研究这一问题。实验室备有的器材是:电压表(0-3V,3kΩ),电流表(0-0.6A,0.1Ω),电池,开关,滑动变阻器,待测小灯泡,导线若干。实验时,要求小灯泡两端电压从0逐渐增大到额定电压以上。
(1)他们应选用下图中的 ▲ 图所示电路进行实验。
(2)根据实验数据描绘出如图所示U-I图象,由图可知,小灯泡电阻随温度T变化的规律是 ▲ 。
(3)请你根据实验所得图线求出小灯泡在2.0V电压下的实际功率 ▲ W。