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【題目】在平行金屬板間的水平勻強電場中，有一長為L的輕質絕緣棒OA，其一端可繞O點在豎直平面內自由轉動，另一端A處有一帶電量為－q且不計重力的小球，質量為m的絕緣小球固定在OA棒中點處，當變阻器滑片在P點處時，棒靜止在與豎直方向成角的位置，如圖所示。已知此時BP段的電阻為R，平行金屬板間的水平距離為d。

（1）求此時金屬板間電場的場強大小E；

（2）若金屬板旋轉△α＝（圖中虛線表示），并移動滑片位置，欲使棒與豎直方向的夾角不變，BP段的電阻應調節(jié)為多大？

（3）若金屬板不轉動，將BP段的電阻突然調節(jié)為R，帶電小球初始位置視為零勢能點，求帶電小球電勢能的最小值。

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

（1）輕桿力矩平衡：

EqLcos＝mgLsin

場強大小

E＝

（2）旋轉前兩金屬板間電勢差

U＝Ed＝

金屬板旋轉后桿仍平衡

E′qLcos＝mgLsin

E′＝

板旋轉后，板距

U′＝E′d′＝

金屬板間電勢差與變阻器BP電阻成正比

得

（3）電阻調節(jié)為R后

桿逆時針旋轉，至小球速度為零時，帶電小球電勢能最小，設此時桿與豎直角度為θ，根據動能定理

由題意可得

θ＝

所以電場力做功的最大值

即電勢能的最小值

Em＝

練習冊系列答案
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【題目】如圖所示電路中，變壓器為理想變壓器，a、b接在電壓有效值不變的交流電源兩端，R0為定值電阻，R為滑動變阻器�，F(xiàn)將變阻器的滑片從一個位置滑動到另一位置，觀察到電流表A1的示數增大了0.2A，電流表A2的示數增大了0.8A，則下列說法正確的是（ ）

A.電壓表V1示數增大

B.電壓表V2、V3示數均增大

C.該變壓器起降壓作用

D.變阻器滑片是沿c→d的方向滑動

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【題目】有一物體由某一固定的長斜面的底端以初速度v0沿斜面上滑，斜面與物體間的動摩擦因數μ=0．5，其動能EK隨離開斜面底端的距離s變化的圖線如圖所示，g取10m/s2，不計空氣阻力，則以下說法正確的是（ ）

A.物體在斜面上運動的總時間t=2s

B.斜面與物體間的摩擦力大小f=4N

C.物體的質量為m=1kg

D.斜面的傾角θ=37°

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【題目】如圖為一種質譜儀示意圖，由加速電場、靜電分析器和磁分析器組成，若靜電分析器通道中心線的半徑為R，通道內均勻輻射電場在中心線處的電場強度大小為E，磁分析器有范圍足夠大的有界勻強磁場，磁感應強度大小為B、方向垂直紙面向外，一質量為m、電荷量為q的粒子從靜止開始經加速電場加速后沿中心線通過靜電分析器，由P點垂直邊界進入磁分析器，最終打到膠片上的Q點，不計粒子重力，下列說法中正確的是

A. 極板M比極板N電勢低

B. 加速電場的電壓

C. 直徑

D. 若一群粒子從靜止開始經過上述過程都落在膠片上同一點，則該群粒子具有相同的比荷

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【題目】如圖所示是探究電源電動勢和電源內、外電壓關系的實驗裝置，下部是可調高內阻電池。提高或降低擋板，可改變A、B兩電極間電解液通道的橫截面積，從而改變電池內阻。電池的兩極A、B與電壓傳感器2相連，位于兩個電極內側的探針a、b與電壓傳感器1相連，R是滑動變阻器。（實驗前已給電源充足了電）

下表是某實驗小組在固定擋板位置不變，改變R進行實驗過程中所記錄的實驗數據

實驗數據序號

1

2

3

4

5

6

7

8

外電壓U外（V）

2.15

2.01

1.84

1.65

1.61

1.53

1.46

內電壓U內（V）

0

0.12

0.26

0.42

0.45

0.52

0.58

內、外電壓之和U總（V）

2.15

2.13

2.10

2.08

2.07

2.06

2.05

2.04

（1）該小組仔細檢查儀器和研究實驗過程，并沒發(fā)現(xiàn)錯誤。重復上述實驗所得數據仍為上述數據。則該實驗U總逐漸變化的原因是：_________________________________；

（2）為了證實（1）中推斷，該小組在獲得序號6的數據時，用電流傳感器測得流過R的電流為9mA。由此計算出兩探針之間的電阻是____________Ω，該高內電阻電源在此擋板位置的實際內阻是______________Ω；

（3）根據以上判斷和計算出的兩個阻值，將序號4的實驗數據補全_____________。

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【題目】如圖所示，直角坐標系中的第Ⅰ象限中存在沿y軸負方向的勻強電場，在第Ⅱ象限中存在垂直紙面向外的勻強磁場B。一電量為q、質量為m的帶正電的粒子，在軸上的點a以速率，方向和軸方向成射入磁場，然后經過y軸上的b點（0，L）垂直于y軸方向進入電場，并從x軸上處的c點進入第IV象限，此后粒子做勻速直線運動，進入矩形有界勻強磁場（圖中未畫出），并從矩形磁場邊界上d點（，L）射出，速度沿x軸負方向，不計粒子重力。求：

(1)粒子在第Ⅱ象限的運動時間t；

(2)電場強度E的大小及粒子射出電場時的偏轉角θ；

(3)矩形有界勻強磁場的磁感應強度B0大小以及最小面積Smin。

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【題目】如圖所示，帶電量之比為：qB =1：3的帶電粒子A、B，先后以相同的速度從同一點射入平行板電容器中，不計重力，帶電粒子偏轉后打在同一極板上，水平飛行距離之比為xA：xB =2:1，則帶電粒子的質量之比mA:mB以及在電場中飛行時間之比tA:tB分別為:( )

A. 1:1; 2:3

B. 2:1; 3:2

C. 1:1 ;3:4

D. 4:3; 2:1

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【題目】如圖，圓環(huán)形導體線圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一豎直螺線管b，二者軸線重合，螺線管與電源和滑動變阻器連接成如圖所示的電路。若將滑動變阻器的滑片P向下滑動，下列說法中正確的是(　　)

A. 線圈a中將產生俯視逆時針方向的感應電流

B. 穿過線圈a的磁通量變小

C. 線圈a有擴張的趨勢

D. 線圈a對水平桌面的壓力FN將增大

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【題目】如圖所示，兩個相同的小物體P、Q靜止在斜面上，P與Q之間的彈簧A處于伸長狀態(tài)，Q與擋板間的彈簧B處于壓縮狀態(tài)，則以下判斷正確的是（　�。�

A.撤去彈簧A，物體P將下滑，物體Q將靜止

B.撤去彈簧B，兩個物體均保持靜止

C.撤去彈簧A，彈簧B的彈力將變小

D.撤去彈簧B，彈簧A的彈力將變小

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