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（1）①下列各實(shí)驗(yàn)操作中，說法正確的是

 

A、在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，將電場打點(diǎn)計(jì)時器接在學(xué)生電源的“直流輸出0---6V”檔位上，釋放紙帶瞬間，立即啟動秒表計(jì)時
B、在“利用單擺測重力加速度”中，測量擺長時，讓擺球自然下垂，用米尺測出懸點(diǎn)到球心的距離
C、在驗(yàn)證動量守恒定律實(shí)驗(yàn)中，入射小球每次必須從同一高度靜止釋放，釋放點(diǎn)應(yīng)稍高些
D、在用插針法測玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)中，入射角太大，折射光會在玻璃磚內(nèi)表面發(fā)生全反射，使實(shí)驗(yàn)無法進(jìn)行，所以入射角應(yīng)適當(dāng)大些
E、在做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時，將單縫向雙縫移動一小段距離后，干涉條紋間距變寬．
②射洪中學(xué)學(xué)生在某次實(shí)驗(yàn)中要測量一個水管的外經(jīng)，在實(shí)驗(yàn)室找到一游標(biāo)卡尺，除游標(biāo)卡尺的前面有部分刻度模糊不清，其余均完好無損，于是先后進(jìn)行了兩次測量，其中一次測量如圖所示，則其讀數(shù)為

 

 cm．為了更準(zhǔn)確的測量，他們又找了一螺旋測微器，進(jìn)行了再次測量，讀數(shù)為

 

cm．
（2）待測電阻Rx的阻值大約是40Ω～50Ω，現(xiàn)要準(zhǔn)確測量其阻值．提供的器材有：
直流電源E（電壓9V，內(nèi)阻r較小但不為零且未知）；
定值電阻R₀=100Ω；
滑動變阻器R₁（總阻值20Ω）；
滑動變阻器R₂（總阻值200Ω）；
電流表A（量程0～100mA，內(nèi)阻r_A較小但不為零且未知）；
單刀單擲開關(guān)S₁；
單刀雙擲開關(guān)S₂；
導(dǎo)線若干．
①設(shè)計(jì)一個能夠準(zhǔn)確測量電阻Rx的阻值的電路．滑動變阻器只用其中一只，應(yīng)該選用

 

（選代號），在方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖（在圖上標(biāo)明所選器材的代號）．
②在正確連接實(shí)驗(yàn)電路后，簡要寫出實(shí)驗(yàn)測量的主要步驟，特別指出需要測量的物理量和符號．

 

．
③計(jì)算Rx的表達(dá)式是Rx=

 

（用已知物理量和實(shí)驗(yàn)測得的物理量表示）．

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育才中學(xué)高2013級某科技創(chuàng)新小組在小制作中需要1.00Ω的定值電阻．由于實(shí)驗(yàn)室沒有合適的電阻，他們打算用一段導(dǎo)線代替．他們在實(shí)驗(yàn)室找到了兩圈長度均為100.00m的粗細(xì)均勻的導(dǎo)線圈a、b，他們用螺旋測微器測出b線圈導(dǎo)線的直徑和用多用電表“R×100”檔粗測b線圈的總電阻示數(shù)如圖甲、乙所示．

（1）導(dǎo)線b直徑：d=

0.238

0.238

mm； 由多用電表得線圈b的總電阻約：R_b=

2400

2400

Ω
（2）接著測出線圈a、b的U-I圖象如圖丙所示，實(shí)驗(yàn)室提供如下器材可選：
A．電流表A₁（600mA，1.0Ω ）；     B．電流表A₂（40m A，10.0Ω）；
C．電壓表V₁（3V，6kΩ）；         D．電壓表V₂（50V，20kΩ）；
E．滑動變阻器R₁（100Ω，1.0A）；    F．滑動變阻器R₂（10Ω，2A）；
G．直流電源E  （50V，0.05Ω）；      H．開關(guān)一個，帶夾子的導(dǎo)線若干．
以上器材中，要求實(shí)驗(yàn)測b線圈的伏安特性曲線，且在實(shí)驗(yàn)時需測出多組有關(guān)數(shù)據(jù)和盡可能高的測量精度．電流表選用：

B

B

；電壓表選用：

D

D

；滑動變阻器選用：

E

E

．（只填儀器前的字母代號）．請?jiān)诖痤}卷的虛線框中畫出實(shí)驗(yàn)的電路圖．
（3）最后，他們決定用線圈a的一段導(dǎo)線來替代1.00Ω的電阻，他們應(yīng)將長度L=

0.2

0.2

m的導(dǎo)線接入電路．

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（2010洛陽市第二中學(xué)高考電學(xué)實(shí)驗(yàn)題預(yù)測）小明同學(xué)是一位電學(xué)實(shí)驗(yàn)愛好者，他向老師要了好多電學(xué)實(shí)驗(yàn)器材（見表2），準(zhǔn)備來探究一段某種材料的電阻，表3是他記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，他在實(shí)際測量的時候大約每隔2分鐘測量一組數(shù)據(jù)．請回答下列問題：
（1）在方框內(nèi)畫出小明實(shí)驗(yàn)的電路圖；（電路中不需要的器材不要畫在圖中）
（2）在方格紙上作出電阻絲的U-I圖線；

表1

器材編號	器材名稱	規(guī)格
1	電流表	0.6A/3A，內(nèi)阻 小于0.1Ω
2	電壓表	3V/15V，內(nèi)阻大于9kΩ
3	學(xué)生電源	使用3V直流
4	變阻器	最大阻值為25Ω
5	開關(guān)	/
6	導(dǎo)線	/

表2

序號	電壓表示數(shù)/V	電流表示數(shù)/A
1	0	0
2	0.40	0.04
3	0.80	0.10
4	1.20	0.22
5	1.40	0.30
6	1.60	0.40
7	1.80	0.56

（3）由序號為5的這組數(shù)據(jù)計(jì)算出電阻絲的電阻測量值為R_測=

4.0

4.0

Ω，如果考慮到電表的內(nèi)阻對測量的影響，則此時電阻測量值R_測跟電阻真實(shí)值R_真相比較，應(yīng)是R_測

＜

＜

R_真；（選填“＞”、“＜”或“=”）
（4）所畫出的U-I圖線是彎曲的，主要原因是什么？答：

電阻絲材料的電阻率隨溫度的升高而減小

電阻絲材料的電阻率隨溫度的升高而減小

，據(jù)此材料的特性可以用來制成

溫度

溫度

傳感器．

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                       高考真題

1．【解析】本題考查了左手定則的應(yīng)用。導(dǎo)線a在c處產(chǎn)生的磁場方向由安培定則可判斷，即垂直ac向左，同理導(dǎo)線b在c處產(chǎn)生的磁場方向垂直bc向下，則由平行四邊形定則，過c點(diǎn)的合場方向平行于ab，根據(jù)左手定則可判斷導(dǎo)線c受到的安培力垂直ab邊，指向左邊

【答案】C

2．【解析】由回旋加速器的結(jié)構(gòu)可知，離子由加速器的中心附近進(jìn)入加速器，所以選項(xiàng)A正確；因在盒內(nèi)洛侖茲力不做功，所以離子從空隙的電場中獲得能量，故選項(xiàng)D正確．

【答案】AD

3．【解析】由安培定則判斷在水平直導(dǎo)線下面的磁場是垂直于紙面向里，所以小磁針的N極將垂直于紙面向里轉(zhuǎn)動

【答案】C

4．【解析】帶電粒子在洛侖茲力作用下，作勻速圓周運(yùn)動，又根據(jù)左手定則得選項(xiàng)A正確．

【答案】A

5．【解析】因?yàn)閠anα=板間距離/板長，并可用荷質(zhì)比表示，由左手定則可以判斷負(fù)外；不正確，電子的荷質(zhì)比是其本身的性質(zhì)。

【答案】不正確，電子的荷質(zhì)比是其本身的性質(zhì)。

6．【解析】(1)質(zhì)點(diǎn)在磁場中的軌跡為一圓弧。由于質(zhì)點(diǎn)飛離磁場時，速度垂直于OC，故圓弧的圓心在OC上。依題意，質(zhì)點(diǎn)軌跡與x軸的交點(diǎn)為A，過A點(diǎn)作與A點(diǎn)的速度方向垂直的直線，與OC交于O＇。由幾何關(guān)系知，AO＇垂直于OC＇，O＇是圓弧的圓心。如圖所示，設(shè)圓弧的半徑為R，則有

                            R=dsinj                     

     由洛倫茲力公式和牛頓第二定律得                                         

將①式代入②式，得                             

(2)質(zhì)點(diǎn)在電場中的運(yùn)動為類平拋運(yùn)動。設(shè)質(zhì)點(diǎn)射入電場的速度為v₀，在電場中的加速度為a，運(yùn)動時間為t，則有

v₀＝vcosj                           vsinj＝at                            d=v₀t聯(lián)立發(fā)上各式得

設(shè)電場強(qiáng)度的大小為E，由牛頓第二定律得    qE＝ma         聯(lián)立得

【答案】（1）    （2）

7．【解析】(1)洛倫茲力不做功，由動能定理得，

  mgy=mv²           ……①

得  v=            ……②

（2）設(shè)在最大距離y_m處的速率為v_m,根據(jù)圓周運(yùn)動有，

qv_mB-mg=m             ……③

且由②知         ……④

由③④及R=2y_m

得                  ……⑤

（3）小球運(yùn)動如圖所示，

由動能定理 （qE-mg）|y_m|=       ……⑥　

由圓周運(yùn)動  qv_mB+mg-qE=m         ……⑦   

且由⑥⑦及R=2|y_m|解得

v_m=

【答案】（1）     （2）   （3）

8．【解析】⑴做直線運(yùn)動有：                     

          做圓周運(yùn)動有：

          只有電場時，粒子做類平拋，有：

                  解得：

          粒子速度大小為：

          速度方向與x軸夾角為：

          粒子與x軸的距離為：

        ⑵撤電場加上磁場后，有：

                          解得：                    

          粒子運(yùn)動軌跡如圖所示，圓心C位于與速度v方向垂直的直線上，該直線與x軸和y軸的夾角均為π/4，有幾何關(guān)系得C點(diǎn)坐標(biāo)為：

           過C作x軸的垂線，在ΔCDM中：

                          解得：

           M點(diǎn)橫坐標(biāo)為：

【答案】（1）    （2）

9．【解析】方法1：（1）設(shè)粒子在0～t₀時間內(nèi)運(yùn)動的位移大小為s₁

                                                   ①

                                        ②

又已知

聯(lián)立①②式解得

                                           ③

（2）粒子在t₀~2t₀時間內(nèi)只受洛倫茲力作用，且速度與磁場方向垂直，所以粒子做勻速圓周運(yùn)動。設(shè)運(yùn)動速度大小為v₁，軌道半徑為R₁，周期為T，則

                                          ④

                                 ⑤

聯(lián)立④⑤式得

                                         ⑥

又                                    ⑦

即粒子在t₀~2t₀時間內(nèi)恰好完成一個周期的圓周運(yùn)動。在2t₀~3t₀時間內(nèi)，粒子做初速度為v₁的勻加速直線運(yùn)動，設(shè)位移大小為s₂

                             ⑧

解得                               ⑨

由于s₁+s₂＜h,所以粒子在3t₀~4t₀時間內(nèi)繼續(xù)做勻速圓周運(yùn)動，設(shè)速度大小為v₂，半徑為R₂

                                   ⑩

                                 11

解得                              12

由于s₁+s₂+R₂＜h,粒子恰好又完成一個周期的圓周運(yùn)動。在4t₀～5t₀時間內(nèi)，粒子運(yùn)動到正極板（如圖所示）。因此粒子運(yùn)動的最大半徑

（3）粒子在板間運(yùn)動的軌跡如圖所示。                   

方法2：由題意可知，電磁場的周期為2t₀，前半周期粒子受電場作用做勻加速直線運(yùn)動，加速度大小為

                方向向上

        后半周期粒子受磁場作用做勻速圓周運(yùn)動，周期為T

        粒子恰好完成一次勻速圓周運(yùn)動。至第n個周期末，粒子位移大小為s_n

        又已知 

        由以上各式得      

        粒子速度大小為    

       粒子做圓周運(yùn)動的半徑為     

       解得      

       顯然       

   【答案】（1）粒子在0～t₀時間內(nèi)的位移大小與極板間距h的比值  

      （2）粒子在極板間做圓周運(yùn)動的最大半徑  

      （3）粒子在板間運(yùn)動的軌跡圖見解法一中的圖。

10．【解析】（1）由于粒子在P點(diǎn)垂直射入磁場，故圓弧軌道的圓心在AP上，AP是直徑。                                         

設(shè)入射粒子的速度為，由洛侖茲力的表達(dá)式和牛頓第二定律得

             ………… ①

由上式解得           ………… ②

（2）設(shè)是粒子在磁場中圓弧軌道的圓心。連接，設(shè)。  

如圖所示，由幾何關(guān)系得     ………… ③

                     ………… ④

由余弦定理得

                ………… ⑤

聯(lián)立④⑤式得

                     ………… ⑥

設(shè)入射粒子的速度為，由解出

【答案】

11．【解析】⑴v₀=100m/s（提示：微粒在磁場中的半徑滿足：L<r<2L，因此80<v₀<160，而m/s（n=1，2，3…），因此只能取n=2）               

⑵t=2.8×10^-2s兩次穿越磁場總時間恰好是一個周期，在磁場外的時間是，代入數(shù)據(jù)得t=2.8×10^-2s

【答案】（1）    （2）t=2.8×10^-2s

                   名校試題

1．【解析】由安培定則判斷出P和QR的磁場方向，并求出其合磁場是水平向右，再由左手定則判斷出R受到的磁場力垂直R，指向y軸負(fù)方向

【答案】A

2．【解析】 電子在飛行過程中受到地磁場洛侖茲力的作用，洛侖茲力是變力而且不做功，所以電子向熒光屏運(yùn)動的速率不發(fā)生改變；又因?yàn)殡娮釉谧晕飨驏|飛向熒光屏的過程中所受的地磁場感應(yīng)強(qiáng)度的水平分量可視為定值，故電子在豎直平面內(nèi)所受洛倫茲力大小不變、方向始終與速度方向垂直，故電子在在豎直平面內(nèi)的運(yùn)動軌跡是圓周。

【答案】CD

3．【解析】根據(jù)左手定則判斷出，正離子偏向B板，所以B板是電源的正極，因最后離子勻速運(yùn)動，由平衡條件得，故電源的電動勢為Bvd

【答案】BC

4．【解析】根據(jù)左手定則判斷出，正離子偏向后表面的電勢，所以選項(xiàng)A正確；，所以選項(xiàng)C也正確．

【答案】AC

5．【解析】設(shè)D形盒的半徑為R，則粒子可能獲得的最大動能由qvB=m得E_km==,由此式得選項(xiàng)AC正確．

【答案】AC

6．【解析】無磁場時，小球隊(duì)在C點(diǎn)由重力提供向心力，，臨界速度。

從A至C由機(jī)械能守恒定律得：，有

加磁場后，小球在C點(diǎn)受向上的洛侖茲力，向心力減小，

臨界速度v減小。洛侖茲力不做功，由A到C機(jī)械能守恒

因，所以，故選項(xiàng)C正確。

【答案】C

7．【解析】(1)電場中加速，由                   

∴                           

磁場中偏轉(zhuǎn)，由牛頓第二定律得  

∴                      

可見在兩磁場區(qū)粒子運(yùn)動半徑相同，如圖所示，三段圓弧的圓心組成的三角形△O₁O₂O₃是等邊三角形，其邊長為2r www.ks5u.com                                

∴   

(2)電場中，        中間磁場中，             

右側(cè)磁場中，             則           

【答案】（1）    （2）

8．【解析】（1）磁場中帶電粒子在洛侖茲力作用下做圓周運(yùn)動，故有

     --------------①

同時有   -----------②

粒子運(yùn)動軌跡如圖所示，由幾何知識知， 

x_C＝－（r＋rcos45⁰）＝，        ------------ ③

故，C點(diǎn)坐標(biāo)為（，0）。         ----------- ④

（2）設(shè)粒子從A到C的時間為t₁，設(shè)粒子從A到C的時間為t₁，由題意知

                        ------------ ⑤

設(shè)粒子從進(jìn)入電場到返回C的時間為t₂，其在電場中做勻變速運(yùn)動，由牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)知識，有                      ------------⑥

及  ，       ------------⑦

聯(lián)立⑥⑦解得       ------------⑧

設(shè)粒子再次進(jìn)入磁場后在磁場中運(yùn)動的時間為t₃，由題意知

            ------------ ⑨

故而，設(shè)粒子從A點(diǎn)到第三次穿越x軸的時間為

    ------------ ⑩

（3）粒子從第三次過x軸到第四次過x軸的過程是在電場中做類似平拋的運(yùn)動，即沿著v₀的方向（設(shè)為x′軸）做勻速運(yùn)動，即

     ……①              …………② 

沿著qE的方向（設(shè)為y′軸）做初速為0的勻變速運(yùn)動，即

    ……③             ……④  

設(shè)離子第四次穿越x軸時速度的大小為v，速度方向與電場方向的夾角為α.

由圖中幾何關(guān)系知

      ……⑤             ……⑥

       ……⑦

綜合上述①②③④⑤⑥⑦得

        ……⑧            

【答案】（1）C點(diǎn)坐標(biāo)為（，0）     （2）       （3）        

9．【解析】 ⑴由電場力與洛倫茲力平衡得：qE=qv₀B得：E=v₀B

⑵根據(jù)運(yùn)動的對稱性，微粒能從P點(diǎn)到達(dá)Q點(diǎn)，應(yīng)滿足 

其中x為每次偏轉(zhuǎn)圓弧對應(yīng)的弦長，偏轉(zhuǎn)圓弧對應(yīng)的圓心角為或。

設(shè)圓弧的半徑為R，則有2R²=x²，可得：

又

由①②③式得：，n =1、2、3、

⑶當(dāng)n取奇數(shù)時，微粒從P到Q過程中圓心角的總和為

，

，其中n =1、3、5、……

當(dāng)n取偶數(shù)時，微粒從P到Q過程中圓心角的總和為

，其中n =2、4、6、……

【答案】（1）E =v₀B  （2）    （3）當(dāng)n取奇數(shù)時，

當(dāng)n取偶數(shù)時，

10．【解析】（1）粒子源發(fā)出的粒子，進(jìn)入加速電場被加速，速度為v₀，根據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律得：                                           

要使粒子能沿圖中虛線O₂O₃進(jìn)入PQ、MN之間的區(qū)域，

則粒子所受到向上的洛倫茲力與向下的電場力大小相等，

   得到                                      　　

將②式代入①式，得                        

（2）粒子從O₃以速度v₀進(jìn)入PQ、MN之間的區(qū)域，先做勻速直線運(yùn)動，打到ab板上，以大小為v₀的速度垂直于磁場方向運(yùn)動．粒子將以半徑R在垂直于磁場的平面內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動，轉(zhuǎn)動一周后打到ab板的下部．由于不計(jì)板的厚度，所以質(zhì)子從第一次打到ab板到第二次打到ab板后運(yùn)動的時間為粒子在磁場運(yùn)動一周的時間，即一個周期T．

由和運(yùn)動學(xué)公式，得                     

粒子在磁場中共碰到2塊板，做圓周運(yùn)動所需的時間為            

粒子進(jìn)入磁場中，在v₀方向的總位移s=2Lsin45°，時間為         

則t=t₁+t₂=

   【答案】 （1）     （2）     

11．【解析】設(shè)速度為v₀時進(jìn)入磁場后做圓周運(yùn)動的半徑為r

有                 得r==                           

設(shè)速度為2v₀時進(jìn)入磁場做圓周運(yùn)動的半徑r′

得r′==L                                         

設(shè)其速度方向與x軸正方向之間的夾角為θ                     

由圖中的幾何關(guān)系有：cosθ==                              

得θ＝45°或θ＝135°                                         

（2）為使粒子進(jìn)入電場后能垂直打在擋板上，則要求粒子進(jìn)入電場時速度方向

與x軸正方向平行，如圖所示。粒子進(jìn)入電場后由動能定理有

qEd=mv′² －m(2v₀)²   得v′=          

當(dāng)θ₁=45°時，粒子打到擋板MN上的位置到x軸的距離為

y₁=r－r′sin45°=(－1)L                                 

當(dāng)θ₂ =135°時，粒子打到擋板MN上的位置到x軸的距離為

y₂= r′+ r′sin45°=(+1)L                                 

【答案】（1）θ＝45°或θ＝135°    （2）當(dāng)θ₁=45°時，(－1)L；

θ₂=135°(+1)L，

12．【解析】（1）設(shè)帶電粒子射入磁場時的速度大小為v，由于帶電粒子垂直射入勻強(qiáng)磁場帶電粒子在磁場中做圓周運(yùn)動，圓心位于MN中點(diǎn)O′，

由幾何關(guān)系可知，軌道半徑r=lcos45=0.2（m

又Bqv =  

所以

設(shè)帶電粒子在磁場中運(yùn)動時間為t₁，在電場中運(yùn)動的時間為t₂，總時間為t。

t₁ =      t₂ =

聯(lián)立解得 t = =2.07×10^-4（s）

（2）帶電粒子在電場中做類平拋運(yùn)動，設(shè)加速度為a，則：

lsin45 = at₂²   a =    解得：E = sin45=1.6（V/m）

【答案】（1）  2.07×10^-4（s）   （2）1.6（V/m）

13．【解析】（1）微粒在加速電場中由動能定理得：

 ①        解得v₀ = 1.0×10⁴m/s   

（2）微粒在偏轉(zhuǎn)電場中做類平拋運(yùn)動，有：  ，  

飛出電場時，速度偏轉(zhuǎn)角的正切為：

    ②    解得  θ = 30^o   

（3）進(jìn)入磁場時微粒的速度是：     ③

軌跡如圖所示，由幾何關(guān)系有：  ④   

洛倫茲力提供向心力：