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(10分)汤姆孙用来测定电子的比荷(电子的电荷量与质量之比)的实验装置如图所示,...

(10分)汤姆孙用来测定电子的比荷(电子的电荷量与质量之比)的实验装置如图所示,真空管内的阴极K发出的电子经加速电压加速后,穿过A’中心的小孔沿中心线(O1O的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P和P’间的区域,极板间距为d。当P和P’极板间不加偏转电压时,电子束打在荧光屏的中心O点处,形成了一个亮点;当P和P’极板间加上偏转电压U后,亮点偏离到O’点;此时,在P和P’间的区域,再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场,调节磁场的强弱,当磁感应强度的大小为B时,亮点重新回到O点。不计电子的初速度、所受重力和电子间的相互作用。

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(1)求电子经加速电场加速后的速度大小;

(2)若不知道加速电压值,但己知P和P’极板水平方向的长度为L1,它们的右端到荧光屏中心O点的水平距离为L2,(O于O’点的竖直距离为h,(O'与0点水平距离可忽略不计),求电子的比荷。

 

(1)(2) 【解析】 试题分析:(1)因为电子经过磁场与电场区域时沿直线运动,故电子受到的磁场力与电场力相平衡,即Eq=Bqv,所以电子经加速电场加速后的速度大小v=; (2)电子在PP′间偏转,无磁场时做类平抛运动,其加速度a=, 电子在PP′间的时间t=, 所以电子在PP′中竖直方向的位移为s=at2=××()2=; 根据相似三角形可知:,代入解得。 考点:电子在复合场中的运动及平抛运动的计算。 【名师点晴】该题通过电子在磁场和电场的复合场中做直线运动的条件可计算得出电子的速度,这也是电子经过加速后进入复合场的速度大小;在第二问求荷质比时,需要用到电子在电场中的类平抛运动规律,特别是射出电场方向的反向延长线一定过PP′中点的小技巧要用到位,对解题会带来很大的便利。  
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考点分析:
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(10分)如图所示,两根竖直放置的足够长的光滑平行金属导轨间距l=0.50m,上端接有阻值R=0.80Ω的定值电阻,导轨的电阻可忽略不计。导轨处于磁感应强度5=0.40T、方向垂直于金属导轨平面向外的有界匀强磁场中,磁场的上边界如图中虚线所示,虚线下方的磁场范围足够大。一根质量m=4.0x10 2kg、电阻r=0.20Ω的金属杆从距磁场上边界h=0.20m高处,由静止开始沿着金属导轨下落。已知金属杆下落过程中始终与两导轨垂直且接触良好,重力加速度g=10m/S2,不计空气阻力。

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(1)求金属杆刚进入磁场时切割磁感线产生的感应电动势大小;

(2)求金属杆刚进入磁场时的加速度大小;

(3)若金属杆进入磁场区域一段时间后开始做匀速直线运动,则金属杆在匀速下落过程中其所受重力对它做功的功率为多大?

 

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(6分)一小型交流发电机产生正弦式交变电流,其电压“随时间t变化的规律如图所示。发电机线圈电阻为5Ω,当发电机输出端仅接入一个95Ω的纯电阻用电器时,用电器恰能正常工作。求:

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(1)通过该用电器的电流值;

(2)该用电器的额定功率是多少。

 

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(10分)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,需测量一个标有“3V,1.5W”灯泡两端的电压和通过灯泡的电流。现有如下器材:

直流电源(电动势3.0V,内阻不计)

电流表A1(量程3A,内阻约0.1Ω)  电流表A2(量程600mA,内阻约5Ω)

电压表V1(量程3V,内阻约3kΩ)   电压表V2(量程15V,内阻约200kΩ)

滑动变阻器R1(阻值0 10Ω,额定电流1A)

滑动变阻器R2(阻值0 1kΩ,额定电流300mA)

①该实验中,电流表应选择      (填“A1”或“A2”),电压表应选择     (填“V1”或“V2”),滑动变阻器应选择       (填“R1”或“R2”)。

②某同学用导线a、b、c、d、e、f、g和h连接成如图甲所示的电路,请在方框中完成实验的电路图。

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③ 下表是学习小组在实验中测出的6组数据,某同学根据表格中的数据在方格纸上已画出了5个数据的对应点,请你画出第4组数据的对应点,并作出该小灯泡的伏安特性曲线。

 

U(V)

I(A)

1

0

0

2

0.5

0.17

3

1.0

0.30

4

1.5

0.39

5

2.0

0.45

6

2.5

0.49

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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④ 若将该灯泡与一个6.0Ω的定值电阻串联,直接接在题中提供的电源两端,请估算该小灯泡的实际功率P=        W(保留两位有效数字)。(若需作图,可直接画在第③小题图中)

 

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(6分)某同学为了探究老师课上讲的自感现象,自己找来带铁芯的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E,用导线将它们连接成如图所示的电路。检查电路后,闭合开关S,小灯泡发光;再断开开关S,小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象。虽经多次重复,仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象。

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你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是(   )

A.线圈电阻偏大

B.小灯泡电阻偏大

C.电源的内阻偏大

D.线圈的自感系数偏大

t1时刻断开开关,断开开关前后流经小灯泡的电流i随时间t变化的图象是(    )

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为监测某化工厂的污水排放量,技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计。该装置由绝缘材料制成,长、宽、高分别为a、b、c,左右两端开口。在垂直于上下底面方向加磁感应强度大小为B的匀强磁场,在前后两个内侧面分别固定有金属板作为电极。污水充满管口从左向右流经该装置时,接在M、N两端间的电压表将显示两个电极间的电压U。若用Q表示污水流量(单位时间内排出的污水体积),下列说法正确的是(  

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A.N端的电势比M端的高

B.若污水中正负离子数相同,则前后表面的电势差为零

C.电压表的示数U跟a和b都成正比,跟c无关

D.电压表的示数跟污水的流量Q成正比

 

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试题属性

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