11、如图所示,轻绳绕过轻滑轮连接着边长为L的正方形导线框A1和物块A2,线框A1的电阻为R,质量为M,物块A2的质量为m(M>m),两匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ的高度也为L,磁感应强度均为B,方向水平与线框垂直。线框ab边磁场边界高度为h,开始时各段绳都处于伸直状态,把它们由静止释放,ab边刚穿过两磁场的分界线cc′进入磁场Ⅱ时线框做匀速运动。求:

(1)ab边进入磁场Ⅰ时线框A1的速度v1;

(2)ab边进入磁场Ⅱ后线框A1所受重力的功率P;

(3)从ab边进入磁场Ⅱ到ab边穿出磁场Ⅱ的过程中,线框中产生的焦耳热Q。

本题是电磁感应中线框运动综合计算问题,要会利用能量守恒来求解。

解析:(1)应用系统机械能守恒得

         

得:          

(2) 设线框ab进入磁场Ⅱ时速度为v2,则线框中产生的电动势:

E=2BL v2                       

线框中的电流        

线框中的受到的安培力

F=2BIL=                  

设绳对A1、A2的拉力大小为T,则

对A1:T+F=Mg            

对A2:T=mg             

解得          

所以:           

(3)从ab边刚进入磁场Ⅱ到ab边刚穿出磁场Ⅱ的此过程中线框一直做匀速运动,根据能量守恒得:Q=(M-m)gL               

9、飞行时间质谱仪可通过测量离子飞行时间得到离子的比荷q/m,如图1。带正电的离子经电压为U的电场加速后进入长度为L的真空管AB,可测得离子飞越AB所用时间t1。改进以上方法,如图2,让离子飞越AB后进入场强为E(方向如图)的匀强电场区域BC,在电场的作用下离子返回B端,此时,测得离子从A出发后返回B端飞行的总时间为t2(不计离子重力)

⑴忽略离子源中离子的初速度,①用t1计算荷质比;②用t2计算荷质比。

⑵离子源中相同比荷的离子由静止开始可经不同的加速电压加速,设两个比荷都为q/m的离子分别经加速电压U1、U2加速后进入真空管,在改进后的方法中,它们飞行的总时间通常不同,存在时间差Δt,可通过调节电场E使Δt=0。求此时E的大小。

本题是利用电场知识来分析质谱仪实际应用计算问题

解答:⑴ ①设离子带电量为q,质量为m,经电场加速后的速度为v,则2          

离子飞越真空管,在AB做匀速直线运动,则    

L=vt1                    

解得离子荷质比:       

②离子在匀强电场区域BC中做往返运动,设加速度为a,则:

qE=ma            

t2=       

解得离子荷质比:

或

⑵两离子加速后的速度分别为v1、v2,则

   1分     t2=+    

Δt=t1-t2=    

要使Δt=0,则须     

而          

所以           

7、二极管是一种半导体元件,它的符号为“     ”,其特点是具有单向导电性,即电流从正极流入时电阻比较小,而从负极流入时电阻比较大。

  (1)某课外兴趣小组想要描绘某种晶体二极管的

伏安特性曲线。因二极管外壳所印的标识模

糊,为判断该二极管的正、负极,他们用多

用电表电阻挡测二极管的正、反向电阻。其

步骤是:将选择开关旋至合适倍率,进行欧

姆调零,将黑表笔接触二极管的左端、红表

笔接触右端时,指针偏角比较小。然后将红、

黑表笔位置对调后再进行测量,指针偏角比较

大,由此判断      (选填“左”、“右”)端为二极管的正极。

  (2)厂家提供的伏安特性曲线如下图,为了验证厂家提供的数据,该小组对加正向电压时的伏安特性曲线进行了描绘,可选用的器材有:

A.直流电源E:电动势3V,内阻忽略不计    

B.滑动变阻器  R:0-20Ω

C.电压表 V1:量程5V、内阻约50 kΩ     

D.电压表 V2:量程3V、内阻约20 kΩ

E.电流表 A1:量程0.6 A、内阻约0.5Ω    

F.电流表 A2:量程50mA、内阻约5Ω

G.待测二极管D               

H.单刀单掷开关S,导线若干

为了提高测量结果的准确度,电压表应选用     ,电流表应选用   (填序号字母)。

  (3)为了达到测量目的,请在虚线框内画出正确的实验电路原理图。

  (4)为了保护二极管,正向电流不要超过25mA,请你

对本实验的设计或操作提出一条合理的建议:

                    

                   

                         

                  。

本题是利用新材料设计的电学综合新颖实验题,关键是要分析清题意和设计实验电路。

答案:(1)右 

  (2)D   F

  (3)见右图  

  (4)可能的答案:a.在二极管支路串入一阻值合适的限流

 0  282315  282323  282329  282333  282339  282341  282345  282351  282353  282359  282365  282369  282371  282375  282381  282383  282389  282393  282395  282399  282401  282405  282407  282409  282410  282411  282413  282414  282415  282417  282419  282423  282425  282429  282431  282435  282441  282443  282449  282453  282455  282459  282465  282471  282473  282479  282483  282485  282491  282495  282501  282509  447090 

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