题目内容
13．一电路如图所示，电源电动势E=28V，内阻r=2Ω，电阻R1=12Ω，R2=R4=4Ω，R3=8Ω，C为平行板电容器，其电容C=3.0pF，虚线到两极板距离相等，极板长L=0.20m，两极板的间距d=1.0×10-2m．
（1）若开关S处于断开状态，则当其闭合后，求流过R4的总电量为多少？
（2）若开关S断开时，有一带电微粒沿虚线方向以v0=2.0m/s的初速度射入C的电场中，刚好沿虚线匀速运动，问：当开关S闭合后，此带电微粒以相同初速度沿虚线方向射入C的电场中，能否从C的电场中射出？（要求写出计算和分析过程，g取10m/s2）
分析 开关断开时，求出电阻两端的电压从而算出电容器的电量；当开关闭合时，求出路端的电压，从而电阻两端的电压．当断开时电场力与重力相平衡，而闭合后由重力与电场力的合力从而求出加速度大小，最终求出侧向位移．
解答 解：（1）S断开时，电阻R3两端电压为：${U}_{3}=\frac{{R}_{3}}{{R}_{2}+{R}_{3}+r}E=16V$
S闭合后，外阻为：$R=\frac{{R}_{1}（{R}_{2}+{R}_{3}）}{{R}_{1}+（{R}_{2}+{R}_{3}）}=6Ω$
路端电压为：$U=\frac{RE}{R+r}=21V$
电阻R3两端电压为：${U}_{3}^{′}=\frac{{R}_{3}U}{{R}_{2}+{R}_{3}}=14V$
则所求流过R4的总电量为：Q=CU3-CU3′=6.0×10-12C
（2）设微粒质量为m，电量为q，当开关S断开时有：$\frac{q}{d}{U}_{3}=mg$
当开关S闭合后，设微粒加速度为a，则有：$mg-\frac{{qU}_{3}^{′}}{d}=ma$
设微粒能从C的电场中射出，则水平方向：$t=\frac{L}{{v}_{0}}$
竖直方向：$y=\frac{1}{2}a{t}^{2}$
由以上各式求得：$y=6.25×1{0}^{-3}m＞\frac{d}{2}$
故微粒不能从C的电场中射出
答：（1）流过R4的总电量为6.0×10-12C；
（2）微粒不能从C的电场中射出．
点评 本题由殴姆定律与牛顿运动定律相综合应用，同时利用将类平抛运动分解成两相互垂直的简单直线运动．
练习册系列答案
同步练习河南大学出版社系列答案
同步练习西南师范大学出版社系列答案
补充习题江苏系列答案
学练快车道口算心算速算天天练系列答案
相关题目
3．
如图所示为一与水平方向成夹角α的传送带．现将一质量为m的工件放在传送带上，此工件恰好随皮带以相同加速度a（a＞gsinα）向下匀加速运动，则在工件运动过程中下列说法正确的是（ ）
如图所示为一与水平方向成夹角α的传送带．现将一质量为m的工件放在传送带上，此工件恰好随皮带以相同加速度a（a＞gsinα）向下匀加速运动，则在工件运动过程中下列说法正确的是（ ）| A． | 工件受到皮带的摩擦力沿斜面向上 | |
| B． | 摩擦力对工件一定做正功 | |
| C． | 皮带与工件的动摩擦因数一定大于tanα | |
| D． | 工件所受摩擦力的大小可能等于mgsinα |
如图所示，两根长为L的丝线下端悬挂一质量为m，带电量分别为+Q和-Q的小球A和B，处于场强为E，方向水平向左的匀强电场之中，使长度也为L的连线AB刚好拉直而没有拉力，并使小球处于静止状态．求E的大小满足什么条件才能实现上述平衡状态．
18．某物理兴趣小组的同学利用实验探究电池的电动势和内阻，实验的主要操作如下：
①先用电压表直接接在电池两极粗测电池的电动势，这样测出的电动势比真实值偏小（选填“偏大”或“偏小”）．
②若按图（甲）所示接好电路进行实验，记下电阻箱和电压表对应的一系列读数R、U，并将数据记录在下表中．第2次实验中，电阻箱的示数如图（乙）所示，此时电阻箱接入电路的电阻是2Ω；
③图（丙）是根据上表中的数据，在坐标纸上画出的$\frac{1}{U}$-$\frac{1}{R}$图象．若忽略电压表内阻的影响，当电阻箱、电压表的示数分别是R、U时，电池电动势E=U+$\frac{U}{R}r$（用U、R、r表示）；设$\frac{1}{U}$-$\frac{1}{R}$图象纵轴截距为A，则A与电池电动势E的函数关系式是$\frac{1}{E}$，该图象的斜率K与E、r之间的函数关系式是$\frac{r}{E}$；
④根据图象可知：电池的电动势E=1.67V，内阻r=1.34Ω．（结果保留三位有效数字）
①先用电压表直接接在电池两极粗测电池的电动势，这样测出的电动势比真实值偏小（选填“偏大”或“偏小”）．
②若按图（甲）所示接好电路进行实验，记下电阻箱和电压表对应的一系列读数R、U，并将数据记录在下表中．第2次实验中，电阻箱的示数如图（乙）所示，此时电阻箱接入电路的电阻是2Ω；
| 实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| $\frac{1}{U}$/（V-1） | 0.80 | 1.07 | 1.30 | 1.47 | 1.80 | 2.27 |
| $\frac{1}{R}$/（Ω-1） | 0.2 | 0.8 | 1.0 | 1.5 | 2.0 |
③图（丙）是根据上表中的数据，在坐标纸上画出的$\frac{1}{U}$-$\frac{1}{R}$图象．若忽略电压表内阻的影响，当电阻箱、电压表的示数分别是R、U时，电池电动势E=U+$\frac{U}{R}r$（用U、R、r表示）；设$\frac{1}{U}$-$\frac{1}{R}$图象纵轴截距为A，则A与电池电动势E的函数关系式是$\frac{1}{E}$，该图象的斜率K与E、r之间的函数关系式是$\frac{r}{E}$；
④根据图象可知：电池的电动势E=1.67V，内阻r=1.34Ω．（结果保留三位有效数字）
5．
如图所示是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图．图中①和②为楔块，③和④为垫板，楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦．在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中（ ）
如图所示是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图．图中①和②为楔块，③和④为垫板，楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦．在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中（ ）| A． | 缓冲器的机械能不守恒 | B． | 摩擦力做功消耗机械能 | ||
| C． | 垫板的动能全部转化为内能 | D． | 弹簧的弹性势能全部转化为动能 |
如图所示，起重机将重物吊运到高处的过程中经过A、B两点，重物的质量m=500kg，A、B间的水平距离d=10m．重物自A点起，沿水平方向做vx=1.0m/s的匀速运动，同时沿竖直方向做初速度为零、加速度a=0.2m/s2的匀加速运动，忽略吊绳的质量及空气阻力，取重力加速度g=10m/s2．求：
如图所示，质量为m的木块（可视为质点）用水平细绳拉住后静止在光滑斜面上，则木块对斜面的压力为$\frac{mg}{cosα}$．（斜面的倾角为α）