题目内容
如图13-9-12所示,质量为m=2×10-15 kg、q=-3×10-10 C的带电粒子,自A点垂直电场线方向进入有界的匀强电场,它从B点飞出时vB=6×103 m/s,vB与E交角120°.已知AB沿电场线方向相距15 cm,不计重力,求:(1)UBA的大小;
(2)粒子A到B的时间;
(3)匀强电场的宽度.
解析:(1)vA=vBcos30°,由动能定理得:WAB=mvB2-mvA2,又WAB=-UBAq,解得UBA=30 V.
(2)d=|q|·t2,解得t=10-4 s.
(3)L=vAt=0.52 m.
答案:(1)30 V (2)10-4 s (3)0.52 m
小敏探究了串联电路和并联电路的电压关系和电流关系后,对如图13-19甲所示既有并联又有串联的电路的电流关系提出了猜想:总电流等于各支路电流之和.
为验证猜想,小敏设计如图3-19甲所示的电路,用图乙所示器材做了三次实验,记录数据如表所示.
电表 次数 | A1(A) | A2(A) | A3(A) | V1(V) | V2(V) | V3(V) |
1 | 1.2 | 0.8 | 2.0 | 12.0 | 6.0 | 18.0 |
2 | 0.9 | 0.6 | 1.5 | 9.0 | 9.0 | 18.0 |
3 | 0.6 | 0.4 | 1.0 | 6.0 | 12.0 | 18.0 |
图3-19
请完成:(1)用笔画线代替导线,按图3-19甲的电路将图3-19乙的实物连线补充完整;
(2)为验证猜想,应选用电表 的示数进行比较;
(3)比较表中三个电压表的示数,可得到的结论是 ;
(4)认真分析小敏的实验数据,还可以得到很多规律,请你写出其中的一个(不能与猜想和(3)结论重复).
规律: 。
(10分)某研究性学习小组,为了探索航天器球形返回舱穿过大气层时所受空气阻力(风力)的影响因素,进行了模拟实验研究。图12为测定风力的实验装置图,其中CD是一段水平放置的长为L的光滑均匀电阻丝,电阻丝电阻较大;一质量和电阻都不计的细长细长裸金属丝一端固定于O点,另一端悬挂球P,无风时细金属丝竖直,恰与电阻丝在C点接触,OC=H;有风时金属丝将偏离竖直方向,与电阻丝相交于某一点(如图13中虚线所示).细金属丝与电阻丝始终保持良好的导电接触。
(1)已知电源的电动势为E,内阻不计,理想电压表两接线柱分别与O点和C点相连,球P的质量为m,重力加速度为g,由此可以推得风力大小F与电压表示数的关系式为F=______________________。
(2)研究小组的同学猜想:风力大小F可能与风速大小v和球半径r这两个因素有关,于是他们进行了如下的实验:
实验一:使用同一球,改变风速,记录了在不同风速下电压表的示数。
表一 球半径r=0.50cm
风速(m/s) | 10 | 15 | 20 | 30 |
电压表示数(V) | 2.40 | 3.60 | 4.81 | 7.19 |
由表一数据可知:在球半径一定的情况下,风力大小与风速的关系是_______________________。
实验二:保持风速一定,换用同种材料、不同半径的实心球,记录了在球半径不同情况下电压表的示数。
表二 风速v=10 m/s
球半径(cm) | 0.25 | 0.50 | 0.75 | 1.00 |
电压表示数(V) | 9.60 | 2.40 | 1.07 | 0.60 |
由表二数据可知:在风速一定的情况下,风力大小与球半径的关系是_______________________。(球体积公式)
(3)根据上述实验结果可知风力的大小F与风速大小v、球半径r的关系式为_________________________。