(2013?青島)歸納式探究---研究電子在電場中的偏轉(zhuǎn):

如圖1,給兩塊等大、正對、靠近的平行金屬加上電壓,兩板之間就有了電場.若將電子沿著平行于兩板的中線方向入射到電場中,電子就會發(fā)生偏轉(zhuǎn).若兩板間距為d,板長為L,所加的電壓為U,電子入射初速度為v0,離開電場時偏移的距離為y,則經(jīng)研究得到如下數(shù)據(jù):
 次數(shù)  d/m  L/m  U/V  v0/(m?s-1 y/m 
 1  4×10-2  0.2  40  1×107 3.6×10-2
 2  8×10-2  0.2  40  1×107  1.8×10-2
 3  4×10-2  0.1  40  1×107  0.9×10-2
 4 8×10-2  0.2  160  1×107  7.2×10-2
 8×10-2  0.2  240  2×107  2.7×10-2
(1)y=k
UL2
dv02
UL2
dv02
,其中k=
9×1010m2/(V?s2
9×1010m2/(V?s2
(填上數(shù)值和單位).將數(shù)據(jù)表格形式變成公式形式,運(yùn)用了
等價轉(zhuǎn)換
等價轉(zhuǎn)換
法.
(2)相同情況下,電子的入射速度越大,偏移距離越
.它們間的關(guān)系可以用圖象2中的圖線
b
b
表示.
(3)現(xiàn)有兩塊平行相對的長度為5cm,間距為1cm的金屬板,為了讓初始速度為3×107m/s的電子從一端沿兩板間中線方向入射后,剛好能從另一端的金屬板邊緣處射出,需要加
200
200
V的電壓.
分析:(1)掌握控制變量法的應(yīng)用,利用控制變量法分析表格中數(shù)據(jù),分別得出y與d、L、U、v0之間的關(guān)系,最后總結(jié)出y的公式,將表格中數(shù)據(jù)變成另一種形式表現(xiàn)出來,叫做等價變換;
(2)根據(jù)公式進(jìn)行分析,在其他條件相同時,分析y與v0的關(guān)系,然后確定圖象;
(3)根據(jù)公式,將已知條件代入,計算出U的值.
解答:解:(1)由表格中數(shù)據(jù)1、2知,L、U、v0相同,d增大為原來的2倍,y減小為原來的二分之一,可知其它條件相同,y與d成反比;
由1、3知,d、U、v0相同,L減小為原來的二分之一,y減小為原來的4分之一,可知其它條件相同,y與L的二次方成正比;
由2、4知,d、L、v0相同,電壓增大為原來的4倍,y也增大為原來的4倍,可知其它條件相同,y與U成正比;
總結(jié)可得y與電壓成正比、與L的二次方成正比、與d成反比、與v0的二次方成反比,設(shè)比例系數(shù)為k,則y=k
UL2
dv02

將表格中第一組數(shù)據(jù)代入公式:
3.6×10-2m=k×
40V×(0.2m)2
4×10-2m×(1×107m/s)2

解得k=9×1010m2/(V?s2);
將數(shù)據(jù)表格形式變成公式形式,運(yùn)用了等價變換;
(2)由公式y(tǒng)=k
UL2
dv02
知,其它條件相同,y與v0的二次方成反比,所以電子的入射速度越大,偏移距離越小,y與v0的關(guān)系可用圖2中圖線b來表示;
(3)電子剛好能從另一端的金屬板邊緣處射出,則y=
1
2
d=
1
2
×1×10-2m=5×10-3m;
根據(jù)公式y(tǒng)=k
UL2
dv02
得,
U=
ydv02
kL2
=
5×10-3m×1×10-2m×(3×107m/s)2
9×1010m2/(V?s2)×(5×10-2m)2
=200V.
故答案為:(1)
UL2
dv02
;9×1010m2/(V?s2);等價變換;(2);b;(3)200.
點評:此題是探究電子在電場中的偏轉(zhuǎn)距離的影響因素,主要考查了對控制變量法和等價變換的掌握及對實驗數(shù)據(jù)的分析,同時考查了對公式的應(yīng)用;控制變量法是初中物理接觸比較多的一種探究方法,需要掌握.控制變量法進(jìn)行分析解答,知道應(yīng)該控制哪些因素不變,改變哪些因素;探究性實驗是指實驗者在不知曉實驗結(jié)果的前提下,通過自己實驗、探索、分析、研究得出結(jié)論,從而形成科學(xué)概念的一種認(rèn)知活動.同時要注意實驗時的控制變量.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中物理 來源: 題型:

(2012?青島)歸納式探究--研究魚缸側(cè)壁所受的壓力:
由于液體內(nèi)部有壓強(qiáng),當(dāng)魚缸中盛入液體后,魚缸側(cè)壁就會受到液體的壓力.魚缸側(cè)壁所受的液體的壓力跟什么因素有關(guān)呢?下表是小雨在魚缸中盛入不同的液體進(jìn)行研究得到的一些數(shù)據(jù)(其中:ρ為液體密度,L為側(cè)壁長度,H為液體深度,F(xiàn)為側(cè)壁所受壓力):
次數(shù) ρ/(kg/m3 L/m H/m F/N
1 1.0×103 0.1 0.1 5
2 1.0×103 0.2 0.1 10
3 1.0×103 0.1 0.2 20
4 0.8×103 0.2 0.1 8
5 0.8×103 0.2 0.2 32
(1)F=k
ρLH2
ρLH2
,其中k=
5N/kg
5N/kg
(填上數(shù)值和單位).將數(shù)據(jù)表格形式變成公式形式,這里運(yùn)用的科學(xué)方法是
等價變換
等價變換
法.
(2)在一個魚缸中分別盛入相同深度的海水和淡水,
海水
海水
對魚缸側(cè)壁的壓力大.
(3)在不同的游泳池中注入相同深度的水,游泳池側(cè)壁所受的壓力與側(cè)壁長度的關(guān)系可以用圖1圖象中的圖線
a
a
表示.
(4)如2圖,攔河大壩的長度L為30m,若大壩能夠承受的最大壓力F為6×107N,則水深H不能超過
20
20
m.

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科目:初中物理 來源: 題型:

(2013?青島)演繹式探究---研究帶電上球間的作用力:
經(jīng)科學(xué)研究發(fā)現(xiàn),兩個帶電小球所帶電荷量分別為q1.q2,當(dāng)它們之間的距離為r(遠(yuǎn)大于小球的直徑)時,它們之間的作用力F=k
q1q2
r2
,其中常量k=9×109N?m2/C2
(1)如圖1,將甲、乙兩個帶電小球放在光滑的絕緣水平面上,若甲球帶正電荷、乙球帶負(fù)電荷,則它們之間的作用力為
力(“引”或“斥),此時兩球?qū)⑾嗷?!--BA-->
靠近
靠近
(“靠近”或“遠(yuǎn)離”).
(2)如圖2,為了使這兩個小球在原來的位置靜止,沿著甲、乙兩球的球心連線方向,在乙球的右邊某位置放上一個電荷量為q3的小球丙,此時恰好使得三球均保持靜止.則丙球應(yīng)該帶
電荷(“正”或“負(fù)”).請你證明,此時有關(guān)系
q1q3
=
q1q2
+
q2q3
成立.

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科目:初中物理 來源: 題型:

(2007?青島)歸納式探究:
(1)讓一摞整齊的紙從斜面滑下,發(fā)現(xiàn)紙張變得不齊了,這是由于紙張之間有摩擦造成的.同樣,讓液體在管道中流動,液體也可以看作是由許多片液層組成的,各片層之間也存在著
摩擦
摩擦
,產(chǎn)生液體內(nèi)部的阻力,這就是液體的鉆滯性.

(2)曉麗用長度相同的細(xì)管來研究液體的粘滯性,做了如下實驗.在溫度相同的情況下,測得1s內(nèi)通過細(xì)管的液體體積如下:
實驗次數(shù) 液體種類 細(xì)管半徑/mm 細(xì)管兩端壓強(qiáng)差 通過細(xì)管的液體體積/mm2
1 1 P 100
2 1 P 2
3 2 P 1600
4 2 P 32
5 3 P 8100
6 1 2P 200
①可見,在相同條件下,通過細(xì)管的水的體積
大于
大于
通過細(xì)管的油的體積.這說明不同液體的鉆滯性不同,我們用液體的粘滯系數(shù)η表示.η<η
②下面是幾種流體的粘滯系數(shù)表:
溫度/℃ 蓖麻籽油的η/Pa?s 水的η/×10-3Pa?s 空氣的η/×10-6Pa?s
0
20
40
60
5.3
0.986
0.231
0.080
1.792
1.005
0.656
0.469
17.1
18.1
19.0
20.0
可見:一般詩況下,液體的粘滯系數(shù)隨溫度的升高而
減小
減小

③在曉麗用油做的實驗中,苦細(xì)管半徑是3mm,1s內(nèi)通過細(xì)管的油的體積是40.5mm3,則細(xì)管兩端的壓強(qiáng)差是
0.25P
0.25P

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科目:初中物理 來源: 題型:

(2011?青島)歸納式探究--研究彈簧的剛性系數(shù):
我們知道,彈簧受到的拉力越大,彈簧伸長的長度就越大.但是,用同樣大小的力去拉兩只不同的彈簧,伸長的長度不同,這說明彈簧有“軟”、“硬”之分,容易被拉伸的彈簧比較軟,反之比較硬.彈簧的軟硬用它的剛性系數(shù)來表示.剛性系數(shù)越大,彈簧越硬.
為了研究彈簧的剛性系數(shù)與哪些因素有關(guān),通過有關(guān)實驗探究,取得數(shù)據(jù)如下(其中:S為制造彈簧的金屬絲的橫截面積,n為彈簧的匝數(shù),r為彈簧的半徑,A為彈簧的剛性系數(shù)):
材料 S/m2 n r/m A/(N?m-1
3×10-6 100 1×10-2 90
3×10-6 100 1×10-2 180
6×10-6 100 1×10-2 360
3×10-6 200 1×10-2 90
6×10-6 100 2×10-2 45
(1)A=k
S2
nr3
S2
nr3
,其中k與制造彈簧的材料有關(guān),材料不同,k值一般不同.上述實驗中鋼的k值k=
2×109N/m2
2×109N/m2
(填上數(shù)值和單位).將數(shù)據(jù)變成公式,運(yùn)用的是
等價變換
等價變換
法.
(2)用粗細(xì)相同的銅絲做成半徑相同但匝數(shù)不同的彈簧,則彈簧的剛性系數(shù)和匝數(shù)的關(guān)系可以用圖象中的圖線
b
b
表示.
(3)如果用粗細(xì)相同的銅絲和鋼絲做成匝數(shù)和半徑相同的彈簧,都用1ON的力拉伸時,
做成的彈簧變得更長.
(4)用橫截面積為9×l0-6m2的鋼絲制成一個60匝、剛性系數(shù)為100N/m的彈簧,則該彈簧的半徑為
3×10-2
3×10-2
m.

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