题目内容

【题目】在探究平行板电容器的电容与哪些因素有关的实验中,实验装置如图所示,把平行板固定在绝缘支架上,用手握住另一极板的绝缘柄,使两极板相距10cm左右,两极板分别与静电计的金属球和金属外壳相连,静电计外壳接地(此时静电计指针的偏转程度显示两极板间的电势差)。

(1)给平行板电容器充电后,可观察到静电计的指针偏转一定的角度,则静电计的指针偏转角度变大,反映了电容器的______变大(填“电容”、“电压”或“电量”)。

(2)某同学进行了下面的一些操作:左极板向右移动时,可观察到静电计指针偏转角将______;左极板向上移动时,可观察到静电计指针偏转角______;两极板间插入电介质时,可观察到静电计指针偏转角______(选填变大”、“变小不变”)。

【答案】电压变小变大变小

【解析】

1)给平行板电容器充电后,可观察到静电计的指针偏转一定的角度,则静电计的指针偏转角度变大,反映了电容器的电压变大。

(2)左极板向右移动时,两板间距d减小,则由可知C变大,Q一定,由Q=CU可知,U减小,即可观察到静电计指针偏转角将变小;左极板向上移动时,S减小,则由可知C变小,Q一定,由Q=CU可知,U变大可观察到静电计指针偏转角变大;两极板间插入电介质时,ε变大,则由可知C变大,Q一定,由Q=CU可知,U减小,可观察到静电计指针偏转角变小。

练习册系列答案
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【题目】物体中的原子总是在不停地做热运动,原子热运动越激烈,物体温度越高;反之,温度就越低。所以,只要降低原子运动速度,就能降低物体温度。激光致冷的原理就是利用大量光子阻碍原子运动,使其减速,从而降低了物体温度。使原子减速的物理过程可以简化为如下情况:如图所示,某原子的动量大小为p0将一束激光(即大量具有相同动量的光子流)沿与原子运动的相反方向照射原子,原子每吸收一个动量大小为p1的光子后自身不稳定,又立即发射一个动量大小为p2的光子,原子通过不断吸收和发射光子而减速。(已知p1、p2均远小于p0,普朗克常量为h,忽略原子受重力的影响

(1)若动量大小为p0的原子在吸收一个光子后,又向自身运动方向发射一个光子,求原子发射光子后动量p的大小;

(2)从长时间来看,该原子不断吸收和发射光子,且向各个方向发射光子的概率相同,原子吸收光子的平均时间间隔为t0。求动量大小为p0的原子在减速到零的过程中,原子与光子发生吸收—发射这一相互作用所需要的次数n和原子受到的平均作用力f的大小;

(3)根据量子理论,原子只能在吸收或发射特定频率的光子时,发生能级跃迁并同时伴随动量的变化。此外,运动的原子在吸收光子过程中会受到类似机械波的多普勒效应的影响,即光源与观察者相对靠近时,观察者接收到的光频率会增大,而相对远离时则减小这一频率的偏移量会随着两者相对速度的变化而变化。

a.为使该原子能够吸收相向运动的激光光子,请定性判断激光光子的频率ν和原子发生跃迁时的能量变化ΔEh的比值之间应有怎样的大小关系;

b.若某种气态物质中含有大量做热运动的原子,为使该物质能够持续降温,可同时使用6个频率可调的激光光源,从相互垂直的3个维度、6个方向上向该种物质照射激光。请你运用所知所学,简要论述这样做的合理性与可行性。

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