题目内容
【题目】1909年,美国物理学家密立根用如图所示的实验装置,通过研究平行金属板M、N间悬浮不动的带电油滴,比较准确地测定了电子的电荷量,因此获得1923年诺贝尔物理学奖。图中平行金属板M、N与输出电压恒为U的电源两极相连,两金属板间的距离为d,正对面积为S.现由显微镜观察发现,恰好有一质量为m的带电油滴在两金属板中央悬浮不动,已知静电力常量为k,真空的介电常数ε=1,重力加速度为g,则
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A. 带电油滴的电荷量![]()
B. 金属板M所带电量![]()
C. 将金属板N突然下移△d,带电油滴获得向上的加速度![]()
D. 将金属板N突然下移△d,带电油滴的电势能立即减小为原来的
倍
【答案】BD
【解析】
A.带电油滴在平行板电容器中受重力和向上的电场力平衡,而匀强电场的方向向下,则油滴带负电,由平衡条件有
,解得油滴的电荷量大小为为
;故A错误.
B、平行板电容器的电量
,而电容的大小
,联立可得
;而相对介电常数ε=1,则
;故B正确.
CD.N板突然下移△d,电源一直接在电容器上,则电压U不变,电场力变小,为
,则油滴的合外力向下,由牛顿第二定律
,解得
,方向向下;故C错误.
D.电容器的M板接地为0V,设油滴的位置P点距离M板为
,则
,电势能为
,则金属板N下移△d,P点的电势为
,则
;故D正确.
【题目】某物理兴趣小组的同学通过实验探究弹簧的弹性势能EP与弹簧的压缩量x之间的关系,其实验步骤如下:
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A.用如图甲所示的装置测量木块与木板之间的滑动摩擦力,跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧秤相连,滑轮和木板间的细线保持水平.缓慢向左拉动水平放置的木板,当木块相对桌面静止且木板仍在继续滑动时,弹簧秤的示数如图甲所示.
B.如图乙所示,把木板固定在水平桌面上,将所研究的弹簧的一端固定在木板左端的竖直挡板上,O是弹簧处于自然长度时右端所在位置.
C.用木块压缩弹簧,当弹簧的压缩量为x时由静止释放木块,木块向右运动的最大距离是s,用刻度尺测得x和s的值.
D.改变x的大小,按步骤C要求继续实验,测得多组x、s的值,并求得对应的x2和EP的 值如下表所示.
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
x/×10-2 m | 0.50 | 1.00 | 2.00 | 3.00 | 4.00 |
x2//×10-4 m2 | 0.25 | 1.00 | 4.00 | 9.00 | 16.00 |
s/×10-2m | 5.03 | 20.02 | 80.10 | 180.16 | 320.10 |
EP /J | 0.14 | 0.56 | EP | 5.04 | 8.96 |
回答下列问题:
(1)木块与木板之间的滑动摩擦力f=_____N;
(2)上表中EP=_____J;
(3)分析上表中的数据可以得出,弹簧的弹性势能EP与弹簧的压缩量x之间的关系是_________.
A.
B.
C.
D. ![]()