【題目】如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì)E=3.2V,內(nèi)電阻r,定值電阻R0=15ΩRT為可變電阻。平行板電容器極板長(zhǎng)為L60cm,兩極板間的距離為d40cm。有一質(zhì)量為m、帶電量為q的微粒,以初速度v0沿平行板電容器中軸線水平射入。當(dāng)RT上消耗的電功率最大時(shí),帶電微粒恰能沿中軸線從右端水平飛出。保持該RT阻值不變,重力加速度g=10m/s2。求:

1)可變電阻RT上所消耗的最大功率Pm

2)若微粒以初速度v0=3m/s水平飛入,調(diào)節(jié)RT的阻值使微粒沿下極板右邊緣飛出,求RT阻值的變化量ΔRT;

3)若在兩極板間加一垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度B=10T的勻強(qiáng)磁場(chǎng),要使帶電微粒能從兩極板間飛出,帶電微粒水平飛入時(shí)初速度v0的取值范圍。

【答案】10.16W216Ω3v0≤2.5m/s v0≥25m/s

【解析】1)當(dāng)RT=R0+r=16Ω時(shí),RT上消耗的功率最大,故:
Pm()2RT0.16W
2)由RT=16Ω時(shí),粒子能沿著中軸線水平飛出,根據(jù)閉合電路歐姆定律,有:
URTRT1.6V
根據(jù)平衡條件,有:qmg
解得:

飛經(jīng)電場(chǎng)的時(shí)間:t==0.2s;
調(diào)節(jié)RT讓粒子從下極板右邊緣飛出,其加速度為: ,
豎直方向的位移:

解得:E=0;
由此可知RT=0,RT=16Ω


3)有兩種可能:
①?gòu)淖髠?cè)飛出: ,
解得:v0≤2.5m/s
②從右側(cè)飛出:
R2L2+(R)2,
解得:R=1m; R,
解得:v0≥25m/s;
v0的取值范圍為:v0≤2.5m/sv0≥25m/s;

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,在兩根平行長(zhǎng)直導(dǎo)線M、N 中,通入同方向同大小的電流,導(dǎo)線框abcd 和兩導(dǎo)線在同一平面內(nèi),線框沿著與兩導(dǎo)線垂直的方向,自左向右在兩導(dǎo)線間勻速移動(dòng),在移動(dòng)過(guò)程中,線框中感應(yīng)電流的方向?yàn)?/span>( )

A. 沿abcda不變

B. 沿adcba不變

C. abcda 變成adcba

D. adcba 變成abcda

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,一質(zhì)量M=6kg的木板靜止于光滑水平面上,其上表面粗糙,質(zhì)量m=3kg的物塊A停在B的左端。質(zhì)量=0.5kg的小球用長(zhǎng)L=0.8m的輕繩懸掛在固定點(diǎn)O上,將輕繩拉直至水平位置后,由靜止釋放小球,小球在最低點(diǎn)與A發(fā)生碰撞后反彈,反彈所能達(dá)到的最大高度為h=0.2m,物塊與小球可視為質(zhì)點(diǎn), ,不計(jì)空氣阻力,求:

(1)小球剛到最低點(diǎn)的速度大;

(2)在最低點(diǎn)碰撞結(jié)束時(shí)A的速度;

(3)若 木板B足夠長(zhǎng),A最終沒(méi)有滑離B,求A在B上滑動(dòng)的過(guò)程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】為測(cè)量一根金屬絲(電阻約)的電阻率選用的電學(xué)器材:

電壓表(量程,內(nèi)阻約

電流表(量程,內(nèi)阻約

滑動(dòng)變阻器(

學(xué)生電源(穩(wěn)壓輸出

開(kāi)關(guān)

導(dǎo)線若干

1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑時(shí),某次的測(cè)量結(jié)果如圖甲所示,其讀數(shù)為______

2)請(qǐng)?jiān)诖痤}卡上用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙的電路補(bǔ)充完整__________;

3)如圖丙所示,已依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上作出圖線,請(qǐng)求出該金屬絲的電阻值為_____ (結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

4)有人認(rèn)為用圖像法求金屬絲電阻是為了減小系統(tǒng)誤差,他的觀點(diǎn)是否正確?請(qǐng)說(shuō)明理由__________。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,不計(jì)電壓表和電流表內(nèi)阻對(duì)電路的影響,當(dāng)電鍵閉合后,兩小燈泡均能發(fā)光。在將滑動(dòng)變阻器的滑片逐漸向右滑動(dòng)的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是(  )

A. 小燈泡L1、L2均變暗

B. 小燈泡L1變暗,小燈泡L2變亮

C. 電流表A的讀數(shù)變大,電壓表V的讀數(shù)變小

D. 電流表A的讀數(shù)變小,電壓表V的讀數(shù)變大

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】在科學(xué)研究中,可以通過(guò)施加適當(dāng)?shù)碾妶?chǎng)和磁場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)帶電粒子運(yùn)動(dòng)的控制。如圖所示,某時(shí)刻在xOy平面內(nèi)的第Ⅱ、Ⅲ象限中施加沿y軸負(fù)方向、電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng),在第ⅠⅣ象限中施加垂直于xOy坐標(biāo)平面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一質(zhì)量為m,電荷量為q的帶正電的粒子從M點(diǎn)以速度v0沿垂直于y軸方向射入該勻強(qiáng)電場(chǎng)中,粒子僅在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)到坐標(biāo)原點(diǎn)O且沿OP方向進(jìn)入第Ⅳ象限。在粒子到達(dá)坐標(biāo)原點(diǎn)O時(shí)撤去勻強(qiáng)電場(chǎng)(不計(jì)撤去電場(chǎng)對(duì)磁場(chǎng)及帶電粒子運(yùn)動(dòng)的影響),粒子經(jīng)過(guò)原點(diǎn)O進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,并僅在磁場(chǎng)力作用下,運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間從y軸上的N點(diǎn)射出磁場(chǎng)。已知OPx軸正方向夾角α=60°,帶電粒子所受重力及空氣阻力均可忽略不計(jì),求:

1M、O兩點(diǎn)間的電勢(shì)差U;

2)坐標(biāo)原點(diǎn)ON點(diǎn)之間的距離d;

3)粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的總時(shí)間t

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,某臺(tái)計(jì)算機(jī)的硬盤約有近萬(wàn)個(gè)磁道(磁道為不同半徑的同心圓),每個(gè)磁道分成m個(gè)扇區(qū)(每扇區(qū)為l/m圓周)。電動(dòng)機(jī)使磁盤以轉(zhuǎn)速n勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。磁頭在讀、寫數(shù)據(jù)時(shí)是不動(dòng)的,磁盤每轉(zhuǎn)一圈,磁頭沿半徑方向跳動(dòng)一個(gè)磁道,若不計(jì)磁頭大小及磁頭轉(zhuǎn)移磁道所需的時(shí)間,則磁盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)( )

A. A點(diǎn)的線速度小于B點(diǎn)的線速度

B. A點(diǎn)的向心加速度小于B點(diǎn)的向心加速度

C. 硬盤轉(zhuǎn)動(dòng)一圈的時(shí)間為2πn

D. 一個(gè)扇區(qū)通過(guò)磁頭所用的時(shí)間為1/mn

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,離子源A產(chǎn)生的初速度為零、帶電荷量為e、質(zhì)量不同的正離子被電壓為U1的加速電場(chǎng)加速后進(jìn)入一電容器中,電容器兩極板之間的距離為d,電容器中存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)。正離子能沿直線穿過(guò)電容器,垂直于邊界MN進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小也為B的扇形勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,∠MNQ90°(不計(jì)離子的重力)求:

1求質(zhì)量為m的離子進(jìn)入電容器時(shí),電容器兩極板間的電壓U2;

2求質(zhì)量為m的離子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑;

3若質(zhì)量為4m的離子垂直打在NQ的中點(diǎn)S1處,質(zhì)量為16m的離子打在S2處。求S1S2之間的距離以及能打在NQ上正離子的質(zhì)量范圍。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,可看成質(zhì)點(diǎn)的A物體疊放在上表面光滑的B物體上,一起以v0的速度沿光滑的水平軌道勻速運(yùn)動(dòng),與靜止在同一光滑水平軌道上的木板C發(fā)生完全非彈性碰撞。B、C的上表面相平且B、C不粘連。A滑上C后恰好能到達(dá)C板的最右端。已知A、B、C質(zhì)量均相等,木板C長(zhǎng)為L。求:

(1)A物體的最終速度

(2)A在木板C上滑行的時(shí)間

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案