【題目】19世紀(jì)末湯姆遜發(fā)現(xiàn)電子以后,美國物理學(xué)家密立根進(jìn)行了多次試驗(yàn),通過分析油滴在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的受力與運(yùn)動(dòng),比較準(zhǔn)確地測(cè)定了電子的電量。下面我們?cè)诤?jiǎn)化的情況下分析這個(gè)實(shí)驗(yàn)。如圖所示,用噴霧器將油滴噴入電容器的兩塊水平的平行電極板之間時(shí),油滴經(jīng)噴射后,一般都是帶電的。設(shè)油滴可視為球體,密度為ρ,空氣阻力與油滴半徑平方、與油滴運(yùn)動(dòng)速度成正比。實(shí)驗(yàn)中觀察到,在不加電場(chǎng)的情況下,半徑為r的小油滴1以速度v勻速降落;當(dāng)上下極板間間距為d、加恒定電壓U時(shí),該油滴以速度0.5 v勻速上升。重力加速度g已知。
(1)此油滴帶什么電?帶電量多大?
(2)當(dāng)保持極板間電壓不變而把極板間距增大到2d,發(fā)現(xiàn)此油滴以另一速度v1勻速下落,求v1與v的比值。
(3)維持極板間距離為d, 維持電壓U不變, 觀察到另外一個(gè)油滴2, 半徑仍為r,正以速度0.5v勻速下降,求油滴2與油滴1帶電量之比
【答案】(1)油滴帶負(fù)電 (2)1/4 (3)1/3
【解析】
(1)由題意,阻力與r2與v成正比
記為f=kr2v
不加電場(chǎng)勻速下降,有mg=kr2v
當(dāng)上下極板間加電壓U、相距d,油滴以0.5v勻速上升,可知,油滴帶負(fù)電,油滴受電場(chǎng)力、重力、向下的阻力平衡
即;; m=
得q1=
(2)d增大到2倍,電場(chǎng)力減為一半為3mg/4, 以v1勻速下降,f1=kr2v1
mg=q1+f1 ,
可得v1/v=1/4
(3)油滴2半徑仍然為r,以0.5v勻速下降,可知仍然帶負(fù)電,設(shè)為q2 ,有
可以解得q2/q1=1/3
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,用兩根長(zhǎng)度相同的絕緣細(xì)線把一個(gè)質(zhì)量為0.1kg的小球A懸掛到水平板的MN兩點(diǎn),A上帶有的正電荷。兩線夾角為120°,兩線上的拉力大小分別為和。A的正下方0.3m處放有一帶等量異種電荷的小球B,B與絕緣支架的總質(zhì)量為0.2kg(重力加速度取;靜電力常量,AB球可視為點(diǎn)電荷)則
A.支架對(duì)地面的壓力大小為2.0N
B.兩線上的拉力大小
C.將B水平右移,使M、A、B在同一直線上,此時(shí)兩線上的拉力大小為
D.將B移到無窮遠(yuǎn)處,兩線上的拉力大小
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【題目】如圖所示,水平放置的半徑為2r的單匝圓形裸金屬線圈A,其內(nèi)部有半徑為r的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向豎直向下;線圈A的圓心和磁場(chǎng)的圓心重合,線圈A的電阻為R。過圓心的兩條虛線ab和cd相互垂直。一根電阻不計(jì)的直導(dǎo)體棒垂直于ab放置,使導(dǎo)體棒沿ab從左向右以速度勻速通過磁場(chǎng)區(qū)域,導(dǎo)體棒與線圈始終接觸良好,線圈A中會(huì)有感應(yīng)電流流過。撤去導(dǎo)體棒,使磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻變化,線圈A中也會(huì)有感應(yīng)電流,如果使cd左側(cè)的線圈中感應(yīng)電流大小和方向與導(dǎo)體棒經(jīng)過cd位置時(shí)的相同,則
A. 磁場(chǎng)一定增強(qiáng)
B. 磁場(chǎng)一定減弱
C. 磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率為
D. 磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率為
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【題目】如圖,足夠長(zhǎng)的豎直光滑直桿固定在地面上,底部套有一個(gè)小環(huán)。在恒力F作用下,小環(huán)由靜止開始向上運(yùn)動(dòng)。F與直桿的夾角為60°,大小為小環(huán)重力的4倍。1s末撤去F。取地面為零勢(shì)能面。(g取10m/s2)求:
(1)1s末小環(huán)的速度大。
(2)小環(huán)沿桿向上運(yùn)動(dòng)過程中,動(dòng)能等于勢(shì)能的所有位置離地面高度。
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【題目】如圖所示,底端切線水平且豎直放置的光滑圓弧軌道的半徑為L=0.8m,圓心在O點(diǎn),其軌道底端P距地面的高度及與右側(cè)豎直墻的距離均為L,F(xiàn)將一質(zhì)量為m=0.5kg、可視為質(zhì)點(diǎn)的小球從軌道的端點(diǎn)Q由靜止釋放,不計(jì)空氣阻力,取.求:
(1)小球在P點(diǎn)時(shí)受到的支持力大小。
(2)小球第一次與墻壁碰撞時(shí)的速度大小。
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【題目】如圖所示,變壓器為理想變壓器,電流表A1內(nèi)阻不可忽略,其余的均為理想的電流表和電壓表。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(dòng)變阻器。現(xiàn)將變阻器的滑片沿c→d的方向滑動(dòng)時(shí),則下列說法正確的是
A. 電壓表V1、V2示數(shù)不變,V3示數(shù)變小
B. 電壓表V1、V2示數(shù)變小,V3示數(shù)變大
C. 電流表A1、A2的示數(shù)都增大
D. 電流表A1的示數(shù)變小,A2的示數(shù)增大
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【題目】有一種測(cè)量人體重的電子秤,其原理如圖中虛線內(nèi)所示,它主要由三部分構(gòu)成:踏板、壓力傳感器R(是一個(gè)阻值可隨壓力大小而變化的電阻器)、顯示體重的儀表G(實(shí)質(zhì)是理想電流表)。設(shè)踏板的質(zhì)量可忽略不計(jì),已知理想電流表的量程為3 A,電源電動(dòng)勢(shì)為12 V,內(nèi)阻為2 Ω,電阻R隨壓力變化的函數(shù)式為R=30-0.02F(F和R的單位分別是N和Ω)。下列說法正確的是( )
A. 該秤能測(cè)量的最大體重是1400 N
B. 該秤能測(cè)量的最大體重是1300 N
C. 該秤零刻度線(即踏板空載時(shí)的刻度線)應(yīng)標(biāo)在電流表G刻度盤0.375 A處
D. 該秤零刻度線(即踏板空載時(shí)的刻度線)應(yīng)標(biāo)在電流表G刻度盤0.400 A處
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【題目】如圖所示的電路中,電源的電動(dòng)勢(shì) E 和內(nèi)阻 r 一定, A、 B 為平行板電容器的兩塊正對(duì)金屬板, R1為光敏電阻(電阻隨光強(qiáng)的增大而減小)。當(dāng) R2的滑動(dòng)觸頭 P 在 a 端時(shí),閉合開關(guān) S, 此時(shí)電流表 A 和電壓表 V的示數(shù)分別為 I 和 U。以下說法正確的是( )
A. 若僅增大 A、 B 板間距離,則電容器所帶電荷量減少
B. 若僅將 R2的滑動(dòng)觸頭 P 向 b 端移動(dòng),則 I 不變, U 增大
C. 若僅用更強(qiáng)的光照射 R1,則 I 增大, U 減小,電容器所帶電荷量減少
D. 若僅用更強(qiáng)的光照射 R1 ,則 U 變化量的絕對(duì)值與 I 變化量的絕對(duì)值的比值減小
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【題目】如圖所示,質(zhì)量為2m和m的兩個(gè)彈性環(huán)A、B用不可伸長(zhǎng)的、長(zhǎng)為L的輕繩連接,分別套在水平細(xì)桿OP和豎直細(xì)桿OQ上,OP與OQ在O點(diǎn)用一小段圓弧桿平滑相連,且OQ足夠長(zhǎng).初始時(shí)刻,將輕繩拉至水平位置伸直,然后釋放兩個(gè)小環(huán),A環(huán)通過小段圓弧桿時(shí)速度大小保持不變,重力加速度為g,不計(jì)一切摩擦,試求:
(1)當(dāng)B環(huán)下落時(shí)A球的速度大小;
(2)A環(huán)到達(dá)O點(diǎn)后再經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間能夠追上B環(huán);
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