经测定.在夏季雷雨天的一次闪电中.云层与地面间的电势差约为1010V.通过的电荷量为30C．试问:(1)在这次闪电中释放出的电能是多少?(2)如果能把这些能量都利用起来.给拥有600户人家的小区供电.平均每户每天用电1.5度.那么这些能量够该小区用多少天? 题目和参考答案——青夏教育精英家教网——

题目内容

1．经测定，在夏季雷雨天的一次闪电中，云层与地面间的电势差约为10¹⁰V，通过的电荷量为30C．试问：
（1）在这次闪电中释放出的电能是多少？
（2）如果能把这些能量都利用起来，给拥有600户人家的小区供电，平均每户每天用电1.5度，那么这些能量够该小区用多少天？

分析（1）已知一次闪电中云层与地面间的电势差和放电通过的电荷量，根据W=qU求出释放的电能．
（2）根据在这次闪电中释放出的电能与平均每户每天用电量之比，来求解即可．

解答解：（1）在这次闪电中释放出的电能为：W=qU=30×10¹⁰=3×10¹¹J．
（2）小区每天用电为：W₀=600×1.5×3.6×10⁶J=3.24×10⁹J
所以能供该小区用的天数为：n=$\frac{W}{{W}_{0}}$=$\frac{3×1{0}^{11}}{3.24×1{0}^{9}}$=92（天）．
答：
（1）在这次闪电中释放出的电能是3×10¹¹J．
（2）这些能量够该小区用92天．

点评本题考查了电功的计算，掌握电场力做功与产生的电能之间的关系，要注意在运用公式W=qU时各量都要代符号计算．

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1．下列说法正确的是（　　）

	A．	只有体积很小的带电体才能看作点电荷
	B．	以点电荷为圆心，r为半径的球面上，各点的场强都相同
	C．	在电场中某点放入检验电荷q，该点的场强为E=$\frac{F}{q}$，取走q后，该点场强不变
	D．	元电荷实质就是电子（或质子）本身

如图所示，一重物悬挂在绳上，AO绳与水平方向上的夹角为37°，BO绳水平，现将B点向上移，AO，BO绳中张力如何变化？

9．小诗同学做探究“合力做功与物体速度变化关系”的实验装置如图甲所示，小车在橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行．先平衡摩擦力，再用1条橡皮筋对小车做的功记为W，当用2条、3条…实验时，每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致．实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．

（1）在实验准备过程中，小诗整理了一些实验器材如图乙所示，还缺少交流电源和刻度尺．
（2）配齐了实验器材后，小诗同学用一条橡皮筋做实验，打出了如图丙所示的一条纸带，请写出小诗在实验中可能出现的不当操作平衡摩擦力不足；实验时把橡皮筋缠在立柱上等（写出一种即可）．
（3）在修正了这些错误之后，小诗对打出的纸带进行测量和计算，得到了橡皮筋做功W和最大速度值Vm，记录在下表中；根据实处理数据时，为了使图象能直观反映实验结论，若把W作为纵坐标，应把v_m²作为横坐标．

橡皮筋做功W	W	2W	3W	4W	5W
最大速度值V_m（m/s）	0.91	1.19	1.59	1.79	1.99
Vm²（m²/s²）	0.83	1.42	2.53	3.20	3.96

（4）小诗同学做完实验后，对该实验做了一些评价，你认为下列观点合理的是D
A．本实验研究的过程是小车在倾斜的木板上运动的全过程
B．该实验没有测量出橡皮筋做功的数值，所以结论还有待完善
C．若平衡摩擦过度，也可以根据后面匀加速的一段求得小车的末速度代表Vm
D．该实验只是探究了变力做功与速度变化的关系，还应该对恒力做功也做个探究，才能得到更为全面的结论．

如图甲所示为两平行金属板，板间电势差变化如乙图所示．一带电小球位于两板之间，已知小球在0～t时间内处于静止状态，在3t时刻小球恰好经过静止时的位置，整个过程带电小球没有与金属板相碰．则乙图中U_x的值为（　　）

李明为了测出玻璃的折射率，他在平整的白纸上放一半径为R的半圆形玻璃砖，让一束白光以30°的入射角自圆心O射入玻璃砖，圆弧上分别有红光和紫光射出，在白纸上标记界面MN、圆心O、两光束的出射点A和B，移走玻璃砖，测得A、B两点到法线的距离分别为x₁、x₂．由此可得紫光在玻璃中的折射率为$\frac{R}{2{x}_{2}}$；光在真空中的传播速度为c，红光在该玻璃砖中传播时间为$\frac{{R}^{2}}{2{x}_{1}c}$．

某同学通过实验探究动能定理，装置如图所示．
在一倾斜的气势导轨固定在水平面上，已测得导轨总长为L，斜面高h，气势导轨A、B两点各有一个光电门，一带条形遮光片的滑块，已知其质量为M，用一根细绳跨过光滑定滑轮，将滑块与质量为m的钩码相连；现测得遮光条的宽度为d，A点到B点的距离为s，可以认为遮光片通过光电门的平均速度看作通过该位置的瞬时速度，待钩码静止时，将滑块由静止从斜面顶端释放，滑块通过光电门A的时间为t₁，通过光电门B的时间为t₂．用g表示重力加速度．
（1）则在滑块下滑过程中，滑块在A点的动能为E_K1=$\frac{1}{2}M（\frac{d}{{t}_{1}^{\;}}）_{\;}^{2}$，在B点的动能为E_K2=$\frac{1}{2}M（\frac{d}{{t}_{2}^{\;}}）_{\;}^{2}$．（用题中字母表示）
（2）当实验中满足条件M＞＞m时，可以认为滑块受的合理为$mg+Mg\frac{h}{L}$，则滑块从A运动到B的过程中，合力对滑块做的功为W=$（m+M\frac{h}{L}）gs$．（用题中字母表示）
（3）如果试验中$（m+M\frac{h}{L}）gs$=$\frac{1}{2}M（\frac{d}{{t}_{2}^{\;}}）_{\;}^{2}-\frac{1}{2}M（\frac{d}{{t}_{1}^{\;}}）_{\;}^{2}$，则验证了动能定理．（用题中字母表示）

现要用如图所示的实验装置探究“动能定理”：一倾角θ可调的斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上，光电门甲的位置可移动．不可伸长的细线一端固定在带有遮光片（宽度为d）的滑块上，另一端通过光滑定滑轮与重物相连，细线与斜面平行（通过滑轮调节）．当滑块沿斜面下滑时，与光电门相连的计时器可以显示遮光片挡光的时间t，从而可测出滑块通过光电门时的瞬时速度v．改变光电门甲的位置，重复实验，比较外力所做的功W与系统动能的增量△E_k的关系，即可达到实验目的．主要实验步骤如下：
（1）调节斜面的倾角θ，用以平衡滑块的摩擦力．将带有遮光片的滑块置于斜面上，轻推滑块，使之运动．可以通过遮光片经过两光电门的时间是否相等判断滑块是否正好做匀速运动；
（2）按设计的方法安装好实验器材．将滑块从远离光电门甲的上端由静止释放，滑块通过光电门甲、乙时，遮光片挡光的时间分别t₁和t₂，则滑块通过甲、乙两光电门时的瞬时速度分别为$\frac{d}{{t}_{1}^{\;}}$和$\frac{d}{{t}_{2}^{\;}}$；
（3）用天平测出滑块（含遮光片）的质量M及重物的质量m，用米尺测出两光电门间的距离x，比较mgx和$\frac{1}{2}（M+m）（\frac{d}{{t}_{2}^{\;}}）_{\;}^{2}-\frac{1}{2}（M+m）（\frac{d}{{t}_{1}^{\;}}）_{\;}^{2}$的大小，在误差允许的范围内，若两者相等，可得出合力对物体所做的功等于物体动能的变化量．

空气中的颗粒物对人体健康有重要影响．有人利用除尘器对空气除尘，除尘器主要由过滤器、离子发生器（使颗粒物带电）、集尘器组成．如图所示为集尘器的截面图，间距为d的上、下两板与直流电源相连，CD为匀强磁场的左边界，磁场的方向垂直纸面向里．质量均为m、带相等电荷量分布均匀的颗粒物，以水平速度v₀进入集尘器，调节电源电压至U，颗粒物在电场区域恰能沿水平向右做匀速直线运动，再进入电场、磁场共存区域后颗粒物偏转碰到下板后其电量消失，同时被收集，设重力加速度为g，不计颗粒物之间的相互作用．
（1）判断颗粒物所带电荷的种类，并求其电荷量q；
（2）从C点靠近上板下表面的颗粒物进人电场、磁场共存区域后，最终垂直打在下板的M点．求磁感应强度B₁的大小；
（3）若收集点埘向左移动至N点（图中未标出），且满足∠DCN=30°，调整磁感应强度的大小至B，可以使从C点靠近上板下表面的颗粒物，汇集于N点，再改变磁场区域形状大小，可以使所有颗粒物都能汇集于N点便于收集，假设C点是该区域匀强磁场边界上的点，求此区域磁感应强度B₂的大小和匀强磁场区域的最小面积S．