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. 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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v_B=6×10³ m/s,v_B与E交角120°.已知AB沿电场线方向相距15 cm，不计重力，求：

(1)U_BA的大小；

(2)粒子A到B的时间；

(3)匀强电场的宽度.

解析：(1)v_A=v_Bcos30°,由动能定理得：W_AB=mv_B²－mv_A²,又W_AB=－U_BAq，解得U_BA=30 V.

(2)d=｜q｜·t²,解得t=10^－4 s.

(3)L=v_At=0.52 m.

答案：(1)30 V (2)10^－4s (3)0.52 m

练习册系列答案

图13-9-12

（1）试分析说明带电小球被抛出后沿竖直方向和水平方向分别做什么运动.

（2）在图中画出带电小球从抛出点O到落回与O在同一水平线上的O′点的运动轨迹示意图.

（3）求带电小球落回到O′点时的动能.

一束质量为m、电荷量为q的带电粒子以平行于两极板的速度v₀进入匀强电场，如图13-9-12所示.如果两极板间电压为U，两极板间的距离为d、板长为L,设粒子束不会击中极板，则粒子从进入电场到飞出极板时电势能的变化量为________.(粒子的重力忽略不计)

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_________________________。

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