题目内容
如图13-8-9所示,在与直流电源相接的平行板电容器内部,有一个小带电体P正好处于受力平衡状态.问:![]()
图13-8-9
(1)当将A板略微向B板靠拢一些时,P如何运动?
(2)断开开关S′后,重复以上动作,P又如何运动?
解析:(1)电源没有断开,A、B板之间的电势差(电压)保持不变.因为平行板间的电场是匀强电场,故E=
.现U不变,A靠拢B时d变小,则E增大,P所受的电场力(qE)将大于重力,故会向上运动.
(2)S′断开后,电容器极板上带的电荷量Q不再变化.这时需寻找场强E与Q间的关系才便于作出判断.Q=CU=k0
·U,整理为U=
,代入E=
得E=
,E与A、B板间距离无关系.因Q不变,k0为常数,由题意知ε和S未变,故E不变.故P受力情况没有变化,仍保持平衡.
答案:(1)向上运动 (2)静止不动
小敏探究了串联电路和并联电路的电压关系和电流关系后,对如图13-19甲所示既有并联又有串联的电路的电流关系提出了猜想:总电流等于各支路电流之和.
为验证猜想,小敏设计如图3-19甲所示的电路,用图乙所示器材做了三次实验,记录数据如表所示.
| 电表 次数 | A1(A) | A2(A) | A3(A) | V1(V) | V2(V) | V3(V) |
| 1 | 1.2 | 0.8 | 2.0 | 12.0 | 6.0 | 18.0 |
| 2 | 0.9 | 0.6 | 1.5 | 9.0 | 9.0 | 18.0 |
| 3 | 0.6 | 0.4 | 1.0 | 6.0 | 12.0 | 18.0 |
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图3-19
请完成:(1)用笔画线代替导线,按图3-19甲的电路将图3-19乙的实物连线补充完整;
(2)为验证猜想,应选用电表 的示数进行比较;
(3)比较表中三个电压表的示数,可得到的结论是 ;
(4)认真分析小敏的实验数据,还可以得到很多规律,请你写出其中的一个(不能与猜想和(3)结论重复).
规律: 。
一物理兴趣小组利用学校实验室的数字实验系统探究物体作圆周运动时向心力与角速度、半径的关系.
(1)首先,他们让一砝码做半径r为0.08m的圆周运动,数字实验系统通过测量和计算得到若干组向心力F和对应的角速度ω,如下表.请你根据表中的数据在图4-4-8所示的坐标上绘出F-ω的关系图像.
|
实验序号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
F/N |
2.42 |
1.90 |
1.43 |
0.97 |
0.76 |
0.50 |
0.23 |
0.06 |
|
ω/rad·s-1 |
28.8 |
25.7 |
22.0 |
18.0 |
15.9 |
13.0 |
8.5 |
4.3 |
(2)通过对图像的观察,兴趣小组的同学猜测F与ω2成正比.你认为,可以通过进一步的转换,通过绘出____________关系图像来确定他们的猜测是否正确.
(3)在证实了F∝ω2之后,他们将砝码做圆周运动的半径r再分别调整为0.04m、0.12m,又得到了两条F-ω图像,他们将三次实验得到的图像放在一个坐标系中,如图4-4-9所示.通过对三条图像的比较、分析、讨论,他们得出F∝ r的结论,你认为他们的依据是 _____________________________ .
(4)通过上述实验,他们得出:做圆周运动的物体受到的向心力F与角速度ω、半径r的数学关系式是F=kω2r,其中比例系数k的大小为__________,单位是________.
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