如图(a),长度L=0.8m的光滑杆左端固定一带正电的点电荷A,其电荷量Q=;一质量m=0.02kg,带电量为q的小球B套在杆上.将杆沿水平方向固定于某非均匀外电场中,以杆左端为原点,沿杆向右为x轴正方向建立坐标系.点电荷A对小球B的作用力随B位置x的变化关系如图(b)中曲线I所示,小球B所受水平方向的合力随B位置x的变化关系如图(b)中曲线II所示,其中曲线II在0.16≤x≤0.20和x≥0.40范围可近似看作直线.求:(静电力常量)
(1)小球B所带电量q;
(2)非均匀外电场在x=0.3m处沿细杆方向的电场强度大小E;
(3)在合电场中,x=0.4m与x=0.6m之间的电势差U.
(4)已知小球在x=0.2m处获得v=0.4m/s的初速度时,最远可以运动到x=0.4m.若小球在x=0.16m处受到方向向右,大小为0.04N的恒力作用后,由静止开始运动,为使小球能离开细杆,恒力作用的最小距离s是多少?
某同学利用如图甲所示的电路测量一微安表(量程为100 μA,内阻大约为2 500 Ω)的内阻.可使用的器材有:两个滑动变阻器R1、R2(其中一个最大阻值为20 Ω,另一个最大阻值为2 000 Ω);电阻箱Rz(最大阻值为99 999.9 Ω);电源E(电动势约为1.5 V);单刀开关S1和S2.C、D分别为两个滑动变阻器的滑片.
(1)按原理图甲将图乙中的实物连线__________.
(2)完成下列填空:
①R1的最大阻值为________(选填“20”或“2 000”)Ω.
②为了保护微安表,开始时将R1的滑片C滑到接近图甲中的滑动变阻器的________(选填“左”或“右”)端对应的位置;将R2的滑片D置于中间位置附近.
③将电阻箱Rz的阻值置于2 500.0 Ω,接通S1.将R1的滑片置于适当位置,再反复调节R2的滑片D的位置.最终使得接通S2前后,微安表的示数保持不变,这说明S2接通前B与D所在位置的电势________(选填“相等”或“不相等”).
④将电阻箱Rz和微安表位置对调,其他条件保持不变,发现将Rz的阻值置于2 601.0 Ω时,在接通S2前后,微安表的示数也保持不变.待测微安表的内阻为________Ω(结果保留到个位).
(3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议:_______________.
某同学研究小灯泡的伏安特性.所使用的器材有:小灯泡L(额定电压3.8 V,额定电流0.32 A);电压表(量程 3 V,内阻 3 kΩ);电流表 (量程0.5 A,内阻 0.5 Ω);固定电阻R0(阻值1 000 Ω);滑动变阻器R(阻值0~9.0 Ω);电源E(电动势5 V,内阻不计);开关S;导线若干.
(1)实验要求能够实现在0~3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量,画出实验电路原理图_____.
(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图(a)所示.
图(a) 图(b)
由实验曲线可知,随着电流的增加小灯泡的电阻 ________(填“增大”、“不变”或“减小”),灯丝的电阻率 ________(填“增大”、“不变”或“减小”).
(3)用另一电源E0(电动势4 V,内阻1.00 Ω)和题给器材连接成图(b)所示的电路,调节滑动变阻器R的阻值,可以改变小灯泡的实际功率.闭合开关S,在R的变化范围内,小灯泡的最小功率为 ________W,最大功率为 ________W(结果均保留2位小数)
如图所示,一质量为m的塑料球形容器放在桌面上,它的内部有一劲度系数为k的轻弹簧,弹簧直立地固定于容器内壁的底部,弹簧上端经绝缘体系住一只带正电q、质量也为m的小球.从加一个竖直向上的场强为E的匀强电场起,到容器对桌面压力减为零时为止,求:
(1)小球的电势能改变量;
(2)容器对桌面压力减为零时小球的速度大小.
如图所示,光滑绝缘细杆竖直放置,它与以带电荷量为Q的正点电荷P为圆心的某圆交于B、C两点,质量为m、带电荷量为的有孔小球从杆上A点由静止开始下滑,已知,,小球滑到B点时的速度大小为.求:
(1)小球由A点运动到B点的过程中电场力做的功;
(2)小球运动到C点时的速度.
图中虚线是用实验方法描绘出的某一静电场中的一簇等差等势线,若不计重力的带电粒子从a点射入电场后恰能沿图中的实线运动,b点是其运动轨迹上的另一点,则下列判断正确的是( )
A.b点的电势一定高于a点的电势
B.a点的场强一定小于b点的场强
C.带电粒子一定带正电
D.带电粒子在b点的电势能一定大于在a点的电势能