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如图甲所示,水平放置的平行金属板A、B,两板的中央各有一小孔O1、O2,板间距离...

如图甲所示,水平放置的平行金属板A、B,两板的中央各有一小孔O1、O2,板间距离为d,开关S接1。当t=0时,在a、b两端加上如图乙所示的电压,同时在cd两端加上如图丙所示的电压。此时,一质量为m的带负电微粒P恰好静止于两孔连线的中点处(P、O1、O2在同一竖直线上)。重力加速度为g,不计空气阻力。

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(1)若在t=T/4时刻将开关S从1扳到2,已知ucd=2U0,求微粒P的加速度大小和方向;

(2)若要使微粒P以最大的动能从A板中的O1小孔射出,问在t=T/2到t=T之间的哪个时刻,把开关S从l扳到2 ?  ucd的周期T至少为多少?

 

(1)a =g ;加速度的方向竖直向上;(2)t=T-时刻把开关S从1扳到2; 【解析】 试题分析:(1)当A、B间加电压U0时,微粒P处于平衡状态,根据平衡条件, 有 ① 当A、B间电压为2U0时,根据牛顿第二定律,有 ② 由①②得 a =g ③加速度的方向竖直向上 (2)依题意,为使微粒P以最大的动能从小孔O1射出,应让微粒P能从O2处无初速向上一直做匀加速运动。为此,微粒P应先自由下落一段时间,然后加上电压2U0,使微粒P接着以大小为g的加速度向下减速到O2处再向上加速到O1孔射出。设向下加速和向下减速的时间分别为t1和t2, 则gt1=gt2 ④ ⑤ 解得: ⑥ 故应在t=T-时刻把开关S从1扳到2. 设电压ucd的最小周期为T0,向上加速过程,有 ⑦ 解得 ⑧ 考点:带电粒子在电场中的运动.  
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考点分析:
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AB两地间铺有通讯电缆,它是由两条并在一起彼此绝缘的均匀导线组成,通常称为双线电缆。电缆长为L,每一条电缆的电阻为R.某次事故中不小心损坏了电缆,电缆的损坏有两种可能情况:绝缘层轻微受损,导致两导线间漏电,简称漏电故障(相当于在该处的两导线间接有一个电阻);绝缘层严重破坏,导致两导线直接短路,称之为短路故障。设导线间只有一处绝缘层破损。为判断破损处是哪种情况,在AB两端均处开路的前提下做了以下工作:

(1)在A地两端间接一恒压电源U,在B地两端间接理想电压表,测出电压表示数为UB ,在B地两端间接同一电源,在A地两端间接理想电压表,测出电压表示数为UA .若UA = UB =0,是什么故障类型?若UA ≠0,UB ≠0,是什么故障类型?

(2)在A地两端间接欧姆表测出电阻为RA,在B地两端间接欧姆表测出电阻为RB

若RA+RB =2R 请判断故障类型,并求出故障处与A、B端的距离之比。

若RA+RB >2R 请判断故障类型,并求出故障处与A、B端的距离之比。

 

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如图所示,AB为竖直墙壁,A点和P点在同一水平面上。空间存在着竖直方向的匀强电场。将一带电小球从P点以速度v向A抛出,结果打在墙上的C处。若撤去电场,将小球从P点以初速v/2向A抛出,也正好打在墙上的C点。求:

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(1)第一次抛出后小球所受电场力和重力之比;

(2)小球先后两次到达C点时速度之比。

 

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如图所示,电源的电动势E=24 V,内阻r=1 Ω,电阻R=2 Ω,M为直流电动机,其电阻r′=1 Ω,电动机正常工作时,其两端所接电压表读数为UV=21 V,求电动机所做机械功的功率是多少?

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某同学在测定某电源的电动势E和内阻r时,因找不到合适的滑动变阻器,便找来一段电阻率较大的粗细均匀的电阻丝ab替代滑动变阻器,设计了如图甲所示的实验,其中R0是阻值为2Ω的保护电阻,滑动片P与电阻丝始终接触良好。

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实验时闭合开关,调节P的位置,测得aP的长度x和对应的电压U、电流I数据,并分别绘制了如图乙所示的U-I图象和如图丙所示的U/I-x图象。

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(1)由图乙可得电源的电动势E=______V;内阻r=________Ω。

(2)根据测得的直径可以算得电阻丝的横截面积S=0.12×10-6m2,利用图丙可求得电阻丝的电阻率ρ为_______Ω·m(保留2位有效数字)。根据图丙还可以得到的信息是_____________。

 

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