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静电喷漆技术具有效率高,浪费少,质量好,有利于工人健康等优点,其装置示意图如图所...

静电喷漆技术具有效率高,浪费少,质量好,有利于工人健康等优点,其装置示意图如图所示.A、B为两块平行金属板,间距d=0.30m,两板间有方向由B指向A、电场强度E=1.0×103N/C的匀强电场.在A板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪P,油漆喷枪的半圆形喷嘴可向各个方向均匀地喷出带电油漆微粒,油漆微粒的质量m=2.0×10-15kg、电荷量为q=-2.0×10-16C,喷出的初速度v=2.0m/s.油漆微粒最后都落在金属板B上.微粒所受重力和空气阻力以及微粒之间的相互作用力均可忽略.试求:
(1)微粒落在B板上的动能;
(2)微粒从离开喷枪后到达B板所需的最短时间;
(3)微粒最后落在B板上所形成图形的面积.

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(1)微粒从喷出到落在B板上的过程,电场力做正功,根据动能定理求解. (2)微粒初速度方向垂直于极板时,到达B板时间最短.由动能求出微粒打在B板上的速度,由运动公式求出最短时间. (3)微粒落在B板上所形成的图形是圆形,对于喷枪沿垂直电场方向喷出的油漆微粒落在圆的边界上.根据运动的分解研究垂直电场方向喷出的油漆微粒,由牛顿定律和运动常规规律求出圆的半径,再求圆的面积. 【解析】 (1)据动能定理,电场力对每个微粒做功W=Ekt-Ek0=qEd,        微粒打在B板上时的动能                 代入数据解得:Ekt=6.4×10-14J                        (2)微粒初速度方向垂直于极板时,到达B板时间最短,到达B板时速度为vt,有        可得vt=8.0m/s.         由于微粒在两极板间做匀加速运动,即            可解得                       t=0.06s                          (3)由于喷枪喷出的油漆微粒是向各个方向,因此微粒落在B板上所形成的图形是圆形.对于喷枪沿垂直电场方向喷出的油漆微粒,在电场中做抛物线运动,根据牛顿第二定律,油漆颗粒沿电场方向运动的加速度     运动的位移                            油漆颗粒沿垂直于电场方向做匀速运动,运动的位移即为落在B板上圆周的半径R=vt1 微粒最后落在B板上所形成的圆面积     S=πR2 联立以上各式,得                    代入数据解得                        S=7.5ⅹ10-2m2                答:(1)微粒落在B板上的动能为6.4×10-14J;    (2)微粒从离开喷枪后到达B板所需的最短时间为0.06s;    (3)微粒最后落在B板上所形成图形的面积为7.5ⅹ10-2m2.
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考点分析:
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如图甲所示,在一个正方形金属线圈区域内,存在着磁感应强度B随时间变化的匀强磁场,磁场的方向与线圈平面垂直.金属线圈所围的面积S=200cm2,匝数n=1000,线圈电阻r=1.0Ω.线圈与电阻R构成闭合回路,电阻R=4.0Ω.匀强磁场的磁感应强度随时间变化的情况如图乙所示,求:
(1)在t=2.0s时刻,通过电阻R的感应电流的大小;
(2)在t=2.0s时刻,电阻R消耗的电功率;
(3)0~6.0s内整个闭合电路中产生的热量.

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在水平放置的两块金属板AB上加不同电压,可以使从炽热的灯丝释放的电子以不同速度沿直线穿过B板中心的小孔O进入宽度为L的匀强磁场区域,匀强磁场区域的磁感应强度为B,方向垂直纸面向里.若在A、B两板间电压为UO时,电子不能穿过磁场区域而打在B板延长线上的P点,如图所示.已知电子的质量为m,电荷量为e,并设电子离开A板时的初速度为零.
(1)求A、B两板间的电压为U时,电子穿过小孔O的速度大小v
(2)求P点距小孔D的距离x;
(3)若改变A、B两板间的电压,使电子穿过磁场区域并从边界MN上的Q点射出,且从Q点穿出时速度方向偏离v方向的角度为θ,则AB两板间电压U为多大?

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某同学对实验室的一个多用电表中的电池进行更换时,发现里面除了一节1.5V的干电池外,还有一个方形的层叠电池.为了测定层叠电池的电动势和内电阻,实验室中提供如下器材:
A.电流表A1(满偏电流l0mA,内阻10Ω);
B.电流表A2 (0~0.6~3A,内阻未知);
C.滑动变阻器R(0~100Ω);
D.定值电阻R(阻值990Ω);
E.开关S与导线若干.
(1)该同学根据现有的实验器材,设计了如图所示的电路,请你按照电路图在图中完成实物连线
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(2)该同学根据上述设计的实验电路测出多组数据,绘出如图所示的I1一I2图线(I1为电流表A1的示数,I2为电流表A2的示数),则由图线可似得到被测电池的电动势E=______V,内阻r=______Ω.(保留两位有效数字)
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有一个电阻Rx,其阻值大约为20Ω,现要更精确地测量其电阻,手边现有器材如下:
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B.电压表(0~3~15V,内阻大于3kΩ);
C.电流表(0~0.6~3A,内阻小于1Ω);
D.滑动变阻器R1(0~10Ω,2.0A);
E.滑动变阻器R2(0~1750Ω,0.3A);
F.开关S和导线若干.
(1)滑动变阻器应选用______(选填“R1”或“R2”).连接电路时,电压表的量程应选______V,电流表的量程应选______A.
(2)请在方框中画出实验电路图.

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多用电表是实验室和生产实际中常用的测量仪器.使用多用电表测某段导体的电阻.
(1)主要的操作过程分以下三个步骤,请填写第②步操作.
①将红、黑表笔分别插入多用电表的“+”、“-”插孔;选择电阻档“×10”;
______
③把红、黑表笔分别与导体的两端相接,读取导体的电阻.
(2)采用上述的操作步骤后,多用表的示数如图所示.则该段导体的电阻测量值为______Ω.

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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