题目内容

如图2-7甲所示是一种测量电容的实验电路图，实验是通过对高阻值电阻放电的方法，测出电容器充电至电压U时所带电量Q，从而再求出电容器的电容C。某同学在一次实验时的情况如下：接通开关S，调节电阻箱R的阻值，使小量程电流表的指针偏转接近满刻度，记下此时电流表的示数是I0=490μA，电压表的示数U0=6.0V，I0 、U0分别是电容器放电时的初始电压和电流。断开开关S，同时开始计时，每隔5S（10S）测读一次电流I的值，将测得数据填入表格，并标在图乙坐标纸上（时间t为横坐标、电流i为纵坐标），结果如图中小黑点“．”所示。

（1）在图2-7乙中画出i—t图线。

（2）图乙中图线与坐标轴所围成面积的物理意义是                        。

（3）该电容器的电容为：                F

 


（1）图略  （2）放电过程中通过回路的总电量  （3）1.4×10-3

练习册系列答案
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某同学百米短跑成绩是12.6s．跑动过程中他在不同时刻的位置，以及他在每1s内的平均速度见表．
时刻/s 0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 12.6
位置/m 0 1.0 3.0 8.5 16.5 26.0 36.5 47.0 56.5 65.5 74.5 84.0 94.0 100
平均速度/（m?s-1） 1.0 2.0 5.5 8.0 9.5 10.5 10.5 9.5 9.0 9.0 9.5 10.0 10.0
根据表画出的图象如图所示．试根据图象讨论下列问题．

（1）在x-t图象[图（甲）]中，△x/△t表示什么？
（2）当△t→0时，Q→P，PQ变为P点的切线，切线的斜率表示什么？
（3）在根据平均速度与时间的关系画出的图象[图（乙）]中，每个细长的矩形面积表示什么？
（4）找出每个细长的矩形顶边的中点，连接这些中点形成如图（乙）所示的一条曲线．能否把它看做是v-t图象？简述理由．
如图8-7-3所示，甲、乙两小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏，甲和他乘的冰车质量共为M=30 kg，乙和他乘的冰车质量也是30 kg.游戏时，甲推着一个质量m=15 kg的箱子，共同以速度v0=2.0 m/s滑行.乙以同样大小的速度迎面滑来，为了避免相撞，甲突然将箱子沿冰面推给乙，箱子滑到乙处时，乙迅速把它抓住.若不计冰面的摩擦力，求甲至少要以多大的速度（相对于地面）将箱子推出，才能避免与乙相撞.

         图8-7-3

   

材料:图7(甲)所示是证实玻尔关于原子内部能量量子化的一种实验装置示意图,由电子枪A射出的电子,射入充有氦气的容器B中,电子在O点与氦原子发生碰撞后进入速度选择器C,而氦原子由低能级被激发到高能级.速度选择器C由两个同心的圆弧形电极P1和P2组成,电极间场强方向沿同心圆的半径,当两极间电压为U时,只允许具有确定能量的电子通过,并进入检测装置口,由检测装置口测出电子产生的电流I,改变电压,同时测出I的数值,即可确定碰撞后进入速度选择器的电子能量分布.为了方便研究,作如下假设:

    

甲                                                      乙

图7

(1)忽略电子的重力;

(2)电子与原子碰撞前,原子静止,原子质量比电子质量大很多,碰撞后原子虽稍微被碰动,但忽略这一能量损失,假定原子未动;

(3)当电子与原子发生弹性碰撞时,电子改变运动方向,但不损失动能;发生非弹性碰撞时,电子损失动能传给原子,使原子内部能量增加.

请根据以上材料和假设回答下列问题:

(1)设速度选择器两极间的电压为U(V)时,允许通过的电子的动能为Ek(eV),写出Ek与U的关系式,设通过选择器的电子轨道半径r=20.0 cm,电极P1和P2的间隔d=10.0 mm,两极间场强大小处处相同,都为E;

(2)如果电子枪射出电子的动能Ek=50.0 eV,改变P1、P2间电压,测得电流I,得到如图8(乙)所示的I-U图象,图象表明,当电压U为5.00 V、2.88 V、2.72 V、2.64 V时电流出现峰值,试说明在U=5.00 V和U=2.88 V时电子与氦原子碰撞时电子能量的变化.

(3)求氦原子3个激发态的能级En.(设基态的能级E1=0)

如图8-7-10所示，甲、乙两个小孩分别坐在两个冰橇上，他们连同橇的质量分别都是30 kg，甲还推着一只质量为15 kg的箱子，他们都以2 m／s的速率在同一条直线上做相向运动.为避免相碰，甲突然将箱子推给乙，乙迅速抓住这个箱子.求甲推出箱子的最小速度．(不计摩擦)

图8-7-10

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