題目列表(包括答案和解析)
物理學中用一根帶有______的線段來表示力,______的方向表示力的方向,這樣的力的表示法稱為__________;如果線段的長短嚴格按照_____來畫,這樣的表示法叫做_______。
物理學家密立根1911年曾以著名的油滴實驗推斷出自然界存在基元電荷,并推算出基元電荷的帶電量。下面讓我們追溯這個實驗過程,并提出問題。
如圖所示,兩塊水平放置的平行金屬板間距離為d,油滴從噴霧器的噴嘴噴出時,由于與噴嘴摩擦而帶負電。油滴散布在油滴室中,在重力作用下,少數(shù)油滴通過上面金屬板的小孔進入平行金屬板間。油滴所受空氣的浮力遠小于重力,可以忽略。當平行金屬板間沒加電壓時,由于空氣阻力與速度大小成正比(設比例系數(shù)為常數(shù)k,且k>0),經(jīng)過一短時間,即可觀察到質(zhì)量為m的帶電油滴以恒定的速率v1在空氣中緩慢降落。
(1) 若在平行金屬板間加電壓U(上極板為正),可見到油滴以恒定速率v2緩慢上升。設重力加速度為g,試求油滴所帶電量q(用d、U、k、vl、v2等已知量表示)。
(2) 若平行金屬板間不加電壓,油滴在兩板間以恒定速率v1下降時,移動某一豎直距離所需時間為t1;加了電壓U后,油滴以恒定速率v2上升同一豎直距離所需時間為t2,則油滴的帶電量可表示為。試用已知量d、g、U、t1及油滴質(zhì)量m來表示A的表達式。
(3) 若這時把加在平行金屬板間的電壓撤除,使油滴以恒定速率下降一段距離;然后向平行金屬板間照射X射線,改變油滴的帶電量后,又在平行金屬板間加上電壓U,測定該油滴勻速上升同一豎直距離的時間t2。依此類推,多次實驗的結(jié)果表明總是0.00535s-1的整數(shù)倍。由此可推論:自然界中一定存在基元電荷。已知該實驗中測得的一組數(shù)據(jù)如下:d=2.0´10-2m,m=3.2´10-16kg,t1=11.9s,U=25V,并取g=9.8m/s2,試由此計算基元電荷的帶電量(取兩位有效數(shù)字)。
①請你完成測量玻璃折射率的光路。
②在只有一對三角板(帶刻度)、沒有量角器的情況下,要測量出玻璃折射率,試在圖中畫出所需的線段,標出相關字母。
③根據(jù)所測量的線段長度,計算折射率的表達式應為(用線段的名稱表示):_____________
(2)從下列實驗器材中選出適當?shù)钠鞑模O計測量電路來測量兩個電流表的內(nèi)阻,要求方法簡捷,有盡可能高的測量精度。
(A)待測電流表A1,量程50 mA,內(nèi)電阻約幾十Ω
(B)待測電流表A2,量程30 mA,內(nèi)電阻約幾十Ω
(C)電壓表V,量程15 V,內(nèi)阻rV=15 kΩ
(D)電阻箱R1,阻值范圍0—9 999.9 Ω
(E)電阻箱R2,阻值范圍0—99.9Ω
(F)滑動變阻器R3,阻值0—150 Ω,額定電流1.5 A
(G)滑動變阻器R4,阻值0—20 Ω,額定電流1.5 A
(H)電阻R0,阻值是40 Ω,功率是0.5 W(作保護電阻用)
(I)電池組,電動勢為12 V,內(nèi)電阻約0.5 Ω
此外還有單刀開關若干和導線若干,供需要選用。
①請設計一個測量電路,畫出電路圖。
②選出必要的器材,用器材前的字母表示,有________________________。
③說明實驗需要測量的物理量,并列出計算兩個電流表內(nèi)電阻的計算式。
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