题目内容

20．正常情况下，空气是不导电的，但是如果空气中的电场很强，空气也可以被击穿，空气被击穿时会看到电火花或闪电．若观察到某次闪电的火花长约100m，且已知空气的击穿场强为3×106V/m，那么发生此次闪电的电势差约为多少？

分析 将闪电产生的电场近似看成匀强电场，运用公式U=Ed可估算发生此次闪电的电势差．

解答 解：将闪电产生的电场近似看成匀强电场，
发生此次闪电的电势差约为：
U=Ed=3×106×100V=3×108V．
答：么发生此次闪电的电势差约3×108V．

点评 本题关键要善于将实际问题进行简化，建立模型，再运用匀强电场的公式U=Ed进行求解．

练习册系列答案
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10．等腰直角三角形OPQ区域内存在匀强磁场，另有一等腰直角三角形导线框ABC以恒定的速度沿图示方向穿过磁场，该过程中AC∥OQ，下列说法正确的是（　　）
A．导线框开始进入磁场时感应电流最小
B．导线框进入磁场过程磁感应电流沿逆时针方向
C．导线框穿出磁场过程中A点电势高于C点电势
D．导线框穿出磁场过程磁感应电流沿逆时针方向
11．航母舰载机的弹射装置是制约我国航母发展的技术瓶颈．为了解决这一难题，某中学课外活动小组对此进行了一系列的研究．他们把航母的弹射装置及飞机在航母上的起飞过程，简化为一个如下的中学物理模型：

（1）如图所示，在一块固定在水平地面上的粗糙木板（等效于航母静止）左端A处，水平拴接一根轻弹簧，弹簧处于自然长度时，其右端点在木板上的O点．先压缩弹簧至木板上的B点，其弹簧的压缩量记为x1，然后，将一个质量为m的小物体，紧靠弹簧的右端点放置而不与弹簧拴接在一起．通过释放这根被压缩的弹簧，小物体到达O点后可获得一个“弹射速度”，小物体从此脱离弹簧，系统同时自动生成一个水平向右的恒力F（等效于舰载机滑行时的牵引力），继续给小物体P加速．又通过位移x2 （等效于舰载机在甲板上的滑行距离）后，可使小物体获得一个理想的“起飞速度”v．已知小物体与木板之间的动摩擦因数为μ，当地重力加速度为g． 求弹簧压缩至B点时所具有的弹性势能Ep；
（2）若拆除弹簧，并使木板以速度u向右做匀速直线运动，小物体仍在恒力F作用下，相对于木板从静止开始加速（等效于舰载机的滑跃式起飞），试求小物体在木板上，相对于木板的滑行距离仍为x2（此时小物块木脱离木板）时，所获得的最终速度．
8．某同学利用如图所示的装置探究加速度与合外力的关系，图中A为装有窄遮光片的滑块，B处可悬挂钩码，遮光片的宽度为d，1、2处有两个光电门．
（1）实验中为了使绳的拉力等于滑块A受到的合外力，需要平衡摩擦力，将长木板左端适当垫高，在不悬挂（填“悬挂”或“不悬挂”）钩码的情况下，给滑块A一个初速度，如果观察到滑块做匀速直线运动，则表明已平衡摩擦力．
（2）为了使滑块A受到外力的合力近似等于B的重力，实验必须满足的条件还有滑块A的质量远大于钩码B的质量；如果实验过程中遮光片通过两个光电门1、2的时间分别为△t1、△t2，及滑块从光电门1运动到光电门2所用的时间为t，则滑块运动的加速度为$\frac{d（△{t}_{1}-△{t}_{2}）}{t△{t}_{1}△{t}_{2}}$．
15．如图所示，质量为1kg的小球穿在固定的直杆上，杆与水平方向成37°角，球与杆间的动摩擦因数μ=0.5．小球在竖直向上的大小为20N的拉力F作用下，从离杆的下端0.24m处由静止开始向上运动，经过1s撤去拉力，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：
（1）小球沿杆上滑的加速度大小；
（2）小球沿杆上滑的最大距离；
（3）小球从静止起滑到杆的下端所需的时间．
5．如图1所示，为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量及小车和砝码的质量对应关系图．钩码的质量为m1，小车和砝码的质量为m2，重力加速度为g．

（1）下列说法正确的是D．
A．每次在小车上加减砝码时，应重新平衡摩擦力
B．实验时若用打点计时器应先释放小车后接通电源
C．本实验m2应远小于m1
D．在用图象法探究加速度与质量关系时，应作a-$\frac{1}{m_2}$图象
（2）实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，测得F=m1g，作出a-F图象，他可能作出图2中丙 （选填“甲”、“乙”、“丙”）图线．此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是C．
A．小车与轨道之间存在摩擦          B．导轨保持了水平状态
C．钩码的总质量太大                     D．所用小车的质量太大
（3）实验时，某同学遗漏了平衡摩擦力这一步骤，若轨道水平，他测量得到的a-$\frac{1}{m_2}$图象，如图3．设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，则小车与木板间的动摩擦因数μ=$\frac{b}{gk}$，钩码的质量m1=$\frac{1}{gk}$．
（4）实验中打出的纸带如图4所示．相邻计数点间的时间是0.1s，由此可以算出小车运动的加速度是0.46m/s2．
12．小王同学做探究“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，还缺少的两个器材是6V交流电源、刻度尺、导线．
（2）用一条纸带穿过打点计时器，该同学发现有图丙中的两种穿法，感到有点犹豫．你认为B（选填“A”或“B”）的穿法更合理．
（3）该同学在实验过程中，①应平衡摩擦力；②应选长短、粗细一样的橡皮筋若干；③每次实验都让小车从同一地点静止释放．以上操作对“实验中每条橡皮筋做相同的功”这一要求有帮助的是②③（填序号）
9．一带电粒子在正电荷形成的电场中，运动轨迹如图所示的abcd曲线，下列判断正确的是（　　）
A．粒子带正电
B．粒子通过a点时的速度比通过b点时大
C．粒子在a点受到的电场力比b点小
D．粒子在a点时的电势能比b点大
10．如图所示，装有支架的质量为M（包括支架的质量）的小车放在光滑水平地面上，支架上用细线拖着质量为m的小球，当小车在光滑水平地面上向左匀加速运动时，稳定后绳子与竖直方向的夹角为θ．求小车所受牵引力的大小．

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