题目内容
【题目】平行板电容器竖直安放如图所示,两板间距d=0.1m,电势差U=1000V,现从平行板上A处以v0=3m/s初速度水平射入一带正电小球(已知小球带电荷量q=10﹣4C,质量m=0.02kg),经一段时间后发现小球打在A点正下方的B点,求:
(1)AB间的距离;
(2)若小球打在与B同一水平线上的+极板上,小球的初速度应是多大?
【答案】
(1)解:小球m在A处以vA以水平射入匀强电场后,运动轨迹如图所示.
考察竖直方向情况:小球无初速,只受重力mg,可看作是自由落体运动;
考察水平方向情况,有初速vA,受恒定的电场力qE作用,作匀速直线运动,小球的曲线运动由上述两个正交的直线运动叠加而成.
由题可知:E= =103V/m
设球飞行时间为t,在竖直方向上有:SAB=
水平方向上有:t= =
代入数据解得:SAB=7.2×10﹣2m
答: AB间的距离为7.2×10﹣2m
(2)解:在水平方向上有:x=
x=d
联立解得:v0=3.8m/s
答:若小球打在与B同一水平线上的+极板上,小球的初速度应是3.8m/s
【解析】(1)高中物理对于未知的运动都是采取正交分解的方法化曲为直,将小球的未知运动转化为已知的运动。
(2)根据水平方向上物体做匀变速直线运动求解。
【考点精析】根据题目的已知条件,利用匀变速直线运动的速度、位移、时间的关系和带电微粒(计重力)在电场中的运动的相关知识可以得到问题的答案,需要掌握速度公式:V=V0+at;位移公式:s=v0t+1/2at2;速度位移公式:vt2-v02=2as;以上各式均为矢量式,应用时应规定正方向,然后把矢量化为代数量求解,通常选初速度方向为正方向,凡是跟正方向一致的取“+”值,跟正方向相反的取“-”值;带电颗粒:如液滴、油滴、尘埃、小球等,除有说明或明确的暗示以外,一般都不能忽略重力;由于带电粒子在匀强电场中所受电场力与重力都是恒力,因此可以用两种方法处理:①正交分解法;②等效“重力”法.
【题目】小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而增大,某同学为研究这一现象,用实验得到如下数据(I和U分别表示小灯泡上的电流和电压):
I/A | 0.12 | 0.21 | 0.29 | 0.34 | 0.38 | 0.42 | 0.45 | 0.47 | 0.49 | 0.50 |
U/V | 0.20 | 0.40 | 0.60 | 0.80 | 1.00 | 1.20 | 1.40 | 1.60 | 1.80 | 2.00 |
(1)在图甲框中画出实验电路图.可用的器材有:电压表、电流表、滑动变阻器(变化范围0~10Ω)、电源、小灯泡、开关、导线若干;
(2)在图乙中画出小灯泡的I﹣U曲线 . 分析曲线可知小灯泡的电阻值随U变大而(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)如图丙所示,用一个定值电阻R和两个上述小灯泡组成串并联电路,连接到内阻不计、电动势为1.5V的电源上.已知流过电阻R的电流是流过灯泡L2电流的两倍,则流过灯泡L1的电流约为A.