题目内容
【题目】静止在太空的飞行器上有一种装置,它利用电场加速带电粒子,形成向外发射的粒子流,从而对飞行器产生反冲力,使其获得加速度。已知飞行器的质量为M ,发射的是2价氧离子,发射功率为 P ,加速电压为 U ,每个氧离子的质量为 m ,单位电荷的电量为 e ,不计发射氧离子后飞行器质量的变化。求:
(1)射出的氧离子速度;
(2)每秒钟射出的氧离子数;
(3)射出离子后飞行器开始运动的加速度。
【答案】(1) ,(2) N=,(3)
【解析】
试题分析:(1)以氧离子为研究对象,根据动能定理,有
ΔEk=mv2=qU=2eU ①
所以,氧离子速度为.
(2)设每秒钟射出的氧离子数为N,则发射功率可表示为
P=NΔEk=2NeU ②
所以,氧离子数为N=.
(3)以氧离子和飞行器为系统,设飞行器的反冲速度为V,根据动量守恒定律∑mv-MV=0,
有NΔtmv=MV ③
所以,飞行器的加速度为a===.
【题目】下图是测量阻值约几十欧的未知电阻Rx的原理图,图中R0是保护电阻(10Ω),R1是电阻箱(0~99.9 Ω),R是滑动变阻器,A1和A2是电流表,E是电源(电动势10 V,内阻很小).
在保证安全和满足要求的情况下,使测量范围尽可能大.实验具体步骤如下:
(ⅰ)连接好电路,将滑动变阻器R调到最大;
(ⅱ)闭合S,从最大值开始调节电阻箱R1,先调R1为适当值,再调节滑动变阻器R,使A1示数I1=0.15 A,记下此时电阻箱的阻值R1和A2的示数I2;
(ⅲ)重复步骤(ⅱ),再测量6组R1和I2值;
(ⅳ)将实验测得的7组数据在坐标纸上描点.
根据实验回答以下问题:
①现有四只供选用的电流表:
A.电流表(0~3 mA,内阻为2.0 Ω) |
B.电流表(0~3 mA,内阻未知) |
C.电流表(0~0.3 A,内阻为5.0 Ω) |
D.电流表(0~0.3 A,内阻未知) |
A1应选用________,A2应选用________.
②测得一组R1和I2值后,调整电阻箱R1,使其阻值变小,要使A1示数I1=0.15 A,应让滑动变阻器R接入电路的阻值________(选填“不变”“变大”或“变小”).
③在坐标纸上画出R1与I2的关系图.
④根据以上实验得出Rx=________Ω