1. 在x轴上,x=0处放置一个电荷为+4q的点电荷,x=9cm处放置一个电荷为-q的点电荷,(1)合场强为零的点的坐标为。
2)在x轴上合场强的方向沿x轴正方向的区域是。
2.如图所示,在水平向右场强为e的匀强电场中,一根长为l的绝缘绳一端固定,另一端拴一带有电荷量+q的小球。现将带电小球拉至绳沿水平位置由静止释放,在球摆至绳与水平方向成θ角的过程中,克服电场力所做的功为。
3.如图所示,a、b、c为一匀强电场中的三个点,其中a点电势为16v,b点电势为4v,c点电势为-2v 。试画出a、b、c三点所在的等势面和该匀强电场电场线的分布。
4.如图所示,质量为m,电量为e的电子,从a 点以速度v0垂直场强方向射入匀强电场中,从b点射出电场时的速度方向与电场线成120 o角。求a、b两点间的电势差。
5.如图所示,在一块足够大的铅板a的右侧固定着一小块放射源p,p向各个方向放射β射线,速率为107m/s。在a 板右方距离为2cm处放置一与a平行的金属板b 。在b、a 间加直流电压,板间匀强电场的场强为e=3.
64×104n/c,已知β粒子的质量m=9.1×10-31kg,电量e=-1.6×10-19c 。
求β粒子打在b板上的范围。
6.如图所示,a、b两块平行带电金属板,a板带正电,b 板带负电并与地连接,有一带电微粒在两板间p点处静止不动。现将b板上移到虚线处,则p 点的场强p点的电势带电微粒的电势能。
7.把一个满偏电流为1ma、内电阻为600ω的电流表头改装成量程为3a的电流表,则需要联一个的电阻;若将这个表头改装成量程为6v的电压表,则应。
联一个的电阻。
8.在如图所示的电路中,a 、b为分压器的输出端,若将变压器的滑动头放在变阻器的**,则。
a. 空载时输出电压为uab=ucd/2
b. 接上负载r时,输出电压uabc. 负载r的阻值越大,uab越接近ucd/2
d. 负载r的阻值越小,uab越接近ucd/2
9.在如图所示的电路中,a、b为相同的两个灯泡,当变阻器的滑动头向d端滑动时。
a. a灯变亮,b灯变暗
b. a灯变暗,b灯变亮。
c. a 、b灯均变亮。
d. a 、b灯均变暗
10.在如图所示的电路中,已知电源的电动势为6.3v,内电阻为0.5ω,r1=2ω,r2=3ω,r3=5ω 。闭合开关s,调节滑动变阻器的滑动头,求通过电源的电流范围。
11.如图所示,电阻r1=8ω,直流电动机的内电阻r2=2ω,当电键s断开时,电阻r1消耗的电功率为2.88w,电源的效率为80%,当电键s接通后,电阻r1消耗的电功率为2w,试求电键接通后,电动机输出的机械功率。(除电动机内阻外其它损耗不计)
12.如图所示的电路中,电池的电动势e=5v,内电阻r=10ω,固定电阻r=90ω,r0是可变电阻,在r0由零增加到400ω的过程中,求:(1)可变电阻r0上消耗热功率最大的条件和最大热功率。(2)电池的内电阻r 和固定电阻r 上消耗的最小热功率之和。
13.如图所示,e=10v,r1=4ω,r2=6ω,c=30μf ,电池内电阻可以忽略。(1)闭合开关s,求稳定后通过r1的电流。(2)然后将开关s断开,求这以后流过r1的总电量。
答案:1.(1)(18,0)cm(2)018cm
3.连接ac,将ac三等分,则三等分点m和n的电势分别等于10v和4v。连接bn,则bn表示等势面,电势等于4v,过a和c分别做bn的平行线,得到过a,c的等势面。再作有向直线垂直bn,如图红线表示,则为匀强电场的方向。
4.uab=-mv02/6q
5.半径为r =2.5cm的圆内。
6.p点的场强不变,p点电势变小,电荷在p点的电势能变小。
7.改装成电流表:并联一个0.20ω的电阻;改装成电压表:串联一个5400ω的电阻。
8.abc9.d
10.2.1a~3a
11.1.5w
12.(1)0.0625w (2)pmin=0.01w
13.(1)闭合s,i=1a (2)q=1.2×10-4c
提示:4.vb=v0/cos30o,则由a到b:quab=[mv_^\fracmv_^'altimg': w': 124', h': 43'}]
5.解:初速度方向平行于金属板的β粒子打得最远。设d=2cm
d=[\fract^',altimg': w': 63', h': 43r = v0t解①②
6.∵静止不动,∴带负电。
电容器带电量q一定,∵ e=[=frac=\\frac', altimg': w': 145', h':
43'}]b上移,e不变;up-ub=up=e∣bp∣变小;电势能-qup变大。
7.改装成电流表时,如图:[r_',altimg': w': 138', h': 43'}]
同理改装成电压表时,如图:[r_',altimg': w': 189', h': 43'}]
9.当滑片向d端滑动时,则滑动变阻器接入电路电阻减小,则会导致总电阻变小,总电流变大,路端电压u变小,ua=u,a灯变暗,同时a的电流变小,所以与a并联的部分电路电流会变大,r分压变大,而u是变小的,所以ub会变小,b灯变暗。
10.解:设滑动变阻器与r1并联部分的电阻为r右可推导出总电阻表达式:
r总=[+r_)(r_+r_)}r_+r_+r_}=frac(r_3)^+3', altimg': w': 368', h': 50'}]
当r右=3ω时,r总max=3ω,此时imin=2.1a
当r右=0时,r总min=2.1ω,此时imax=3a
11.s断开时,[^i_^r_=2.88(w)',altimg': w': 176', h': 57'}]得:u1=4.8v,i1=0.6a
u1=ε-i1r即:4.8= ε0.6r ①
电源效率:[^r_}^r_+r)}=80\\%altimg': w': 155', h': 63
ε =6v,r = 2ω
s闭合后,[^i_^r_=2(w)',altimg': w': 146', h': 57得:u2=4v,i2=0.5a
u2= εi总r得:i总=1a
电动机的电压为u2=4v,电流为i′=i-i2=0.5a
则电动机总功率为:p=u2i′=2w热损耗为:p损=['r=0.5w", altimg': w': 98', h': 25'}]
输出机械功率为:p-p损=1.5w
12.(1)当r0=r+r时,pmax=[+r+r})^r_=00625w', altimg': w': 225', h': 46'}]
(2)p=[(r+r)})altimg': w': 108', h': 51'}]当r0=400ω时,pmin=0.01w
1)闭合s,稳定后,r1和r2串联,通过r1的电流为i=[+r_}=1a', altimg': w': 106', h': 46'}]
2)断开s前,电容器的电压:u=ir2=6v
断开s后,电容器的电压:e=10v
q=(e-u)c=1.2×10-4库。
北京四中物理基础训练6
1.有两条垂直交叉但不接触的直导线,通以大小相等的电流,方向如图所示,则哪些区域中某些点的磁感应强度可能为零。
a.区域b.区域ⅱ
c.区域d.区域ⅳ
2.如图所示,两根相距l平行放置的光滑导电轨道,倾角均为α,轨道间接有电动势为e的电源(内阻不计)。一根质量为m、电阻为r的金属杆ab, 与轨道垂直放在导电轨道上,同时加一匀强磁场,使ab杆刚好静止在轨道上。求所加磁场的最小磁感应强度b的大小为轨道电阻不计)
3.如图所示,在水平匀强磁场中,有一匝数为n,通有电流i的矩形线圈,线圈绕oo’轴转至线圈平面与磁感线成α角的位置时,受到的安培力矩为m,求此时穿过线圈平面的磁通量。
4.氘核([_h', altimg': w': 24', h':
39'}]氚核([_h', altimg': w': 24', h':
39'}]氦核([_he', altimg': w': 36', h':
39'}]都垂直磁场方向射入同一足够大的匀强磁场,求以下几种情况下,他们的轨道半径之比及周期之比是多少?(1)以相同的速率射入磁场;(2)以相同动量射入磁场;(3)以相同动能射入磁场。
5.如图所示,矩形匀强磁场区域的长为l,宽为l/2。磁感应强度为b,质量为m,电量为e的电子沿着矩形磁场的上方边界射入磁场,欲使该电子由下方边界穿出磁场,求:(1)电子速率v的取值范围?
2)电子在磁场中运动时间t的变化范围。
6.如图所示,一带电质点,质量为m1;电量为q,以平行于ox轴的速度v从y轴上的a点射入图中第一象限所示区域,为使该质点能从x轴上b点以垂直于ox轴的速度v射出,可在适当地方加一个垂直于xy平面,磁感应强度为b的匀强磁场,若此磁场仅分布在一个圆形区域内,试求这个圆形磁场区域的最小半径、重力忽略不计。
7.如图所示为一台质谱仪的结构原理图,设相互正交的匀强电、磁场的电场强度和磁感应强度分别为e和b1,则带电粒子在场中做匀速直线运动,射出粒子速度选择器时的速度为v= ,该粒子垂直另一个匀强磁场b2的边界射入磁场,粒子将在磁场中做轨迹为半圆的匀速圆周运动,若测得粒子的运动半径为r,求粒子的荷质比q/m。
8.在高能物理研究中,粒子回旋加速器器起着重要作用。如图所示,它由两个铝制d形盒组成。两个d形盒处在匀强磁场中并接有正弦交变电压。
下图为俯视图。s为正离子发生器。它发出的正离子(如质子)初速度为零,经狭缝电压加速后,进入d形盒中。
在磁场力的作用下运动半周,再经狭缝电压加速。如此周而复始,最后到达d形盒的边缘,获得最大速度(动能),由导出装置导出。
已知被加速质子,质量m=1.7×10-27kg,电量q=1.6×10-19c,匀强磁场的磁感应强度b=1t,d形盒半径r=1m。
1)为了使质子每经过狭缝都被加速,正弦交变电压的频率为。
用字母表示)
2)使质子加速的电压应是正弦交变电压的值。
3)试计算质子从加速器被导出时,所具有的动能是多少电子伏。
9.如图所示为一个电磁流量计的示意图,截面为正方形的磁性管,其边长为d,内有导电液体流动,在垂直液体流动方向加一指向纸里的匀强磁场,磁感应强度为b。现测得液体a、b两点间的电势差为u,求管内导电液体单位时间的流量q。
10.如图,两个共轴的圆筒形金属电极,外电极接地,其上均匀分布着平行于轴线的四条狭缝a、b、c和d,外筒的外半径为r0。在圆筒之外的足够大区域中有平行于轴线方向的均匀磁场,磁感强度的大小为b,在两极间加上电压,使两圆筒之间的区域内有沿半径向外的电场。一质量为m、带电量为+q的粒子,从紧靠内筒且正对狭缝a的s点出发,初速为零。
如果该粒子经过一段时间的运动之后恰好又回到出发点s,则两极之间的电压u应是多少?(不计重力,整个装置在真空中。)
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