题目内容

6.如图,水平放置的金属薄板A、B间有匀强电场,电场强度大小E=2.0×106N/C.A板上有一小孔,D为小孔正上方h=3.2mm处的一点.一带负电的油滴在重力G=3.2×10-12N作用下,由D点静止开始做自由落体运动.当油滴进入电场后,恰好做匀速直线运动.求:(g取10m/s2
(1)油滴刚进入电场时的速度大小;
(2)油滴所带的电荷量.

分析 (1)对自由落体过程进行分析,根据机械能守恒定律可求得刚进入电场时的速度大小;
(2)根据油滴的平衡条件可明确油滴所带的电荷量.

解答 解:(1)油滴在自由落体运动的过程中,根据机械能守恒定律得:
mgh=$\frac{1}{2}$mv2
解得:v=$\sqrt{2gh}$=$\sqrt{2×10×0.32}$=0.8m/s
(2)在电场中,油滴做匀速直线运动,则由平衡条件可知,应有:
qE=G
解得:q=$\frac{G}{E}$=$\frac{3.2×1{0}^{-12}}{2×1{0}^{6}}$=1.6×10-18C
答:(1)油滴刚进入电场时的速度大小为0.8m/s;
(2)油滴所带的电荷量为1.6×10-18C

点评 本题考查带电粒子在电场中的运动,要注意明确粒子的受力情况,明确功能关系的正确应用是解题的关键.

练习册系列答案
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14.用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律.实验所用的电源为学生电源,输出电压为6V的交流电和直流电两种.重锤从高处由静止开始落下,重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,已知重力加速度为g,即可验证机械能守恒定律.

①下面列举了该实验的几个操作步骤:
A.按照图示的装置安装器件;
B.将打点计时器接到电源的直流输出端上;
C.用天平测量出重锤的质量;
D.先释放悬挂纸带的夹子,然后接通电源开关打出一条纸带;
E.测量打出的纸带上某些点之间的距离;
F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能在误差范围内是否等于增加的动能.
其中没有必要或操作不恰当的步骤是BCD(填写选项对应的字母)
②如图2所示是实验中得到一条纸带,将起始点记为O,并在离O点较远的任意点依次选取6个连续的点,分别记为A、B、C、D、E、F,量出与O点的距离分别为h1、h2、h3、h4、h5、h6,使用交流电的周期为T,设重锤质量为m,则在打E点时重锤的动能为$\frac{{m{{({h_6}-{h_4})}^2}}}{{8{T^2}}}$,在打O点和E点这段时间内的重力势能的减少量为mgh5
③在本实验中发现,重锤减少的重力势能总是大于 (填“大于”或“小于”)重锤增加的动能,主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用,为了测定阻力大小,可算出②问中纸带各点对应的速度,分别记为v1至v6,并作vn2-hn图象,如图3所示,直线斜率为k,则可测出阻力大小为$m(g-\frac{k}{2})$.
16.某课外小组的三位同学想要测量以下三种电池的电动势和内电阻:
Ⅰ.R20(1号)干电池:电动势约为1.5V
Ⅱ.R6(5号)干电池:电动势约为1.5V
Ⅲ.某种锂电池:电动势约为20V
他们可选择的部分器材有:
A.电压表(量程3V时内阻约3kΩ;量程15V时内阻约15kΩ)
B.电阻箱(阻值范围0~999Ω)
C.电阻箱(阻值范围0~99999Ω)W
D.滑动变阻器(阻值0~50Ω,额定电流1.5A)
E.滑动变阻器(阻值0~2kΩ,额定电流0.5A)
F.电流表(量程为0.6A,内阻约0.125Ω)

为完成测量,三位同学进行了如下实验:
①甲同学将一节1号干电池直接接在量程为3V的电压表两端(如图甲所示),将此时电压表的示数作为电池电动势的测量值.以下对这种测量方法的误差分析正确的是B
A.这种测量方法得到的电动势的测量值比真实值大
B.这种测量方法造成误差的原因是测量时电路中有微小电流
C.因为“断路时路端电压等于电源电动势”,所以这种测量方法的系统误差为零
②乙同学将一节5号干电池接入图乙所示电路中,为完成该实验,电压表应选择的量程是0-3V;滑动变阻器应选择D(选填相应器材前的字母).
③乙同学根据测量数据画出U-I的图象如图丙所示(图中只画了坐标纸的大格),关于此图象的下列说法中正确的是ABD
A.此图线在横轴上的截距表示电池被短路时的短路电流
B.为减小误差,可以将原坐标纸上两坐标轴交点处的纵坐标取为1.0V,使每小格代表的电压值变小,从而放大纵轴的标度
C.纵轴的标度放大后,图线在横轴上的截距仍表示电池被短路时的短路电流
D.纵轴的标度放大后,电池的内阻仍等于图线斜率的绝对值
④丙同学为了测量锂电池的电动势,想给量程是15V的电压表串联一个定值电阻(用电阻箱代替),改装成量程是25V的电压表,实验电路如图丁所示,请将以下电压表改装过程的主要实验步骤补充完整:
A.闭合开关前将滑动变阻器的滑片移至a端(选填“a”或“b”),并把电阻箱阻值调到零a b
B.闭合开关后调节滑动变阻器使电压表示数为10V
C.保持滑动变阻器的滑片位置不变,调节电阻箱使电压表示数为6V
D.不改变电阻箱的阻值,保持电阻箱与量程为15V的电压表串联,撤去其它线路就得到量程为的25V电压表
⑤丙同学的上述操作步骤中,电阻箱应选C,滑动变阻器应选D(选填相应器材前的字母)

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