静电场方向平行于x轴,其电势φ随x的分布可简化为如图所示的折线,图中φ0和L为已知量。一个带负电的粒子在电场中以x=0为中心、沿x轴方向做周期性运动。已知该粒子质量为m、电荷量为-q,其动能与电势能之和为-E0(0<E0<qφ0)。忽略重力。求:
(1)粒子的运动区间;
(2)粒子的运动周期。
(12分)如图所示,水平绝缘轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接,半圆形轨道的半径R=0.40m。轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度E=1.0×104 N/C。现有一电荷量q=+1.0×10-4C,质量m=0.10 kg的带电体(可视为质点),在水平轨道上的P点由静止释放,带电体运动到圆形轨道最低点B时的速度vB=5.0m/s。已知带电体与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.50,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)带电体运动到圆形轨道的最低点B时,圆形轨道对带电体支持力的大小;
(2)带电体在水平轨道上的释放点P到B点的距离L1;
(3)带电体第一次经过C点后,落在水平轨道上的位置到B点的距离L2。
(10分)如图所示的电路中,电源的电动势E=9V,内阻r=1Ω;电阻R1=10Ω,R2=10Ω,R3=30Ω,R4=40Ω;电容器的电容C=100μF,电容器原来不带电,求:
(1)开关S未接通时电源的电流I;
(2)接通开关S后流过R4的总电量Q。
(8分)质量为m=0.02kg通电细杆ab置于倾角为θ=370的平行放置的导轨上,导轨的宽度d=0.2m,杆ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.4,磁感应强度B=2T的匀强磁场与导轨平面垂直且方向向下,调节滑动变阻器的滑片,让杆ab沿导轨匀速下滑。试求出通过杆ab的电流为多大。(g=10m/s2,sin370=0.6,cos370=0.8)
(1)用多用电表的电阻档测量阻值约为几十千欧的待测电阻Rx,以下给出的是可能的操作步骤,其中S为选择开关,P为电阻档调零旋钮。把你认为正确步骤前的字母按合理的顺序填写在横线上 。
a.将两表笔短接,调节P使指针对准刻度盘上电阻档的零刻度,断开两表笔
b.将两表笔分别连接到待测电阻的两端,读出Rx的阻值后,断开两表笔
c.旋转S使其尖端对准电阻档´1k
d.旋转S使其尖端对准电阻档´100
e.旋转S使其尖端对准OFF档,并拔出两表笔
正确操作后,多用表的指针位置如图所示,此被测电阻Rx的阻值约为 W。
(2)某同学利用多用电表的电阻档判断二极管的正负极,当红表笔接A端,黑表笔接B端时,电阻很小;当黑表笔接A端,红表笔接B端时,电阻很大,如图所示,则 端是二极管的正极。(填“A”或“B”)
用伏安法测量待测小灯泡的电阻,并描绘该灯泡的伏安特性曲线。小灯泡上标有“3V 0.2A”字样,有下列器材可供选用:
A.电压表(0—3V,内阻约1kΩ)
B.电压表(0—15V,内阻约5kΩ)
C.电流表(0—0.3A,内阻约2Ω)
D.电流表(0—0.6A,内阻约0.5Ω)
E.滑动变阻器(10Ω,1A)
F.滑动变阻器(1000Ω,0.1A)
G.直流电源(6V,内阻不计),另有开关一个、导线若干
(1)实验中电压表应选 ,电流表应选 ,滑动变阻器应选 .(只填器材前面的字母代号)
(2)请在答卷实物图中用铅笔画线代替导线连接实验电路。