【题目】用控制变量法,可以研究影响平行板电容器电容C的因素。设两极板正对面积为S,极板间的距离为d.极板所带电荷量为Q,静电计指针偏角为θ。实验中.
A.保持Q、S不变,增大d,则θ变大,C变小
B.保持d、S不变.增大Q,则θ变大,C变大
C.保持Q、d不变,减小S,则θ变小,C变小
D.保持Q、S、d不变,在两极板间插入电介质.则θ变小,C变小
【答案】A
【解析】
试题分析:根据电容的决定式得知,电容与极板间距离成反比,当保持Q、S不变,增大d时,电容C减小,因电容器的电量Q不变,由电容的定义式分析可知板间电势差增大,则静电计指针的偏角θ变大,故A正确;当保持d、S不变,增大Q时,根据电容的决定式得知,电容C不变,由电容的定义式分析可知板间电势差增大,则θ变大,B错误;根据电容的决定式得知,电容与极板的正对面积成正比,当保持d不变,减小S时,电容C减小,电容器极板所带的电荷量Q不变,则由电容的定义式分析可知板间电势差增大,静电计指针的偏角θ变大,故C错误;当保持Q、S、d不变,在两极板间插入电介质,根据电容的决定式得知,电容C变大,而由电容的定义式分析可知板间电势差减小,则θ变小,故D错误.
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【题目】如图所示,一条长为L的绝缘细线,上端固定,下端系一质量为m的带电小球,将它置于电场强度为E、方向水平向右的匀强电场中,当小球平衡时,悬线与竖直方向的夹角α=45°。
(1)小球带何种电荷?电荷量为多少?
(2)若将小球向左拉至悬线呈水平位置,然后由静止释放小球,求放手后小球到达最低点的速度多大?
(3)在(2)问中,小球经多长时间到达最低点?
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【题目】如图所示,在xOy平面内,0<x<2L的区域内有一方向竖直向上的匀强电场,2L<x<3L的区域内有一方向竖直向下的匀强电场,两电场强度大小相等。x>3L的区域内有一方向垂直于xOy平面向外的匀强磁场。某时刻,一带正电的粒子从坐标原点以沿x轴正方向的初速度v0进入电场;之后的另一时刻,一带负电粒子以同样的初速度从坐标原点进入电场。正、负粒子从电场进入磁场时速度方向与电场和磁场边界的夹角分别为60°和30°,两粒子在磁场中分别运动半周后在某点相遇。已经两粒子的重力以及两粒子之间的相互作用都可忽略不计,两粒子带电量大小相等。求:
(1)正、负粒子的质量之比m1:m2;
(2)两粒子相遇的位置P点的坐标;
(3)两粒子先后进入电场的时间差。
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【题目】如图所示,图面内有竖直线DD',过DD'且垂直于图面的平面将空间分成I、II两区域。区域I有方向竖直向上的匀强电场和方向垂直图面的匀强磁场B(图中未画出);区域II有固定在水平面上高、倾角的光滑绝缘斜面,斜面顶端与直线DD'距离,区域II可加竖直方向的大小不同的匀强电场(图中未画出);C点在DD'上,距地面高。零时刻,质量为m、带电量为q的小球P在K点具有大小、方向与水平面夹角的速度。在区域I内做半径的匀速圆周运动,经C点水平进入区域II。某时刻,不带电的绝缘小球A由斜面顶端静止释放,在某处与刚运动到斜面的小球P相遇。小球视为质点,不计空气阻力及小球P所带电量对空间电磁场的影响。l已知,g为重力加速度。
(1)求匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(2)若小球A、P在斜面底端相遇,求释放小球A的时刻tA;
(3)若小球A、P在时刻(β为常数)相遇于斜面某处,求此情况下区域II的匀强电场的场强E,并讨论场强E的极大值和极小值及相应的方向。
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【题目】如图所示,粗糙斜面的倾角θ=37°,边长L1=0.5 m的正方形区域内存在着垂直于斜面向下的匀强磁场。一个匝数n=10匝的刚性正方形线框,边长为L2=0.6 m,通过松弛的柔软导线(对线框的作用力近似为零)与电阻R相连,R=1.25 Ω。正方形磁场区域的一半恰好在正方形线框内部。已知线框质量m=2 kg,总电阻R0=1.25 Ω,与斜面间的动摩擦因数μ=0.5.从t=0时起,磁场的磁感应强度按B=B0-2t(T)的规律变化,线框能保持一段时间静止在斜面上。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)线框不动时,回路中的感应电动势E;
(2)B0的取值范围;
(3)线框保持不动的时间内,电阻R上产生的热量Q的最大值是多少?
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【题目】如图所示,物块A,C的质量均为.,B的质量为2m,都静止于光滑水平台面上.A、B间用一不可伸长的轻质短细线相连。初始时刻细线处于松弛状态,C位于A右侧足够远处。现突然给A一瞬时冲量,使A以初速度v0沿A、C连线方向向C运动,A与C相碰后,粘合在一起。求
(i)A与C刚粘合在一起时的速度大小:
(ii)若将A、B,C看成一个系统,则从A开始运动到A与C刚好粘合的过程中,系统损失的机械能为多少?
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【题目】在一次救援中,一辆汽车停在一倾角为370的小山坡坡底,突然司机发现在距坡底48 m的山坡处一巨石以8 m/s的初速度加速滚下,巨石和山坡间的动摩擦因数为0.5,巨石到达坡底进入水平面的过程速率不变,在水平面的运动可以近似看成加速度大小为2m/s2的匀减速直线运动;司机发现险情后经过2s汽车才启动起来,并以0.5m/s2的加速度一直做匀加速直线运动(如图所示),求:
(1)巨石到达坡底时间和速率分别是多少?
(2)汽车司机能否安全脱险?
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【题目】利用图示电路可以较为准确地测量电源的电动势。图中a为标准电源,其电动势为Es,b为待测电源;E为工作电源,R为滑动变阻器,G为零刻度在中央的灵敏电流计,AB为一根粗细均匀的电阻丝,滑动片C可在电阻丝上移动,AC之间的长度可用刻度尺量出。
实验步骤如下:
(1)按图连接好电路;
(2)调整滑动变阻器的滑片至合适位置,闭合开关S1;
(3)将S2接1,调节滑动片C使电流计示数为零,记下______;
(4)将S2接2,重新调整C位置,使 ________,并记下________;
(5)断开S1、S2,计算待测电源的电动势的表达式为Ex=_______.
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【题目】电动自行车是一种应用广泛的交通工具,其速度控制是通过转动右把手实现的,这种转动把手称“霍尔转把”,属于传感器非接触控制。转把内部有永久磁铁和霍尔器件等,截面如图甲。开启电源时,在霍尔器件的上下面之间加一定的电压,形成电流,如图乙。随着转把的转动,其内部的永久磁铁也跟着转动,霍尔器件能输出控制车速的电压,已知电压与车速关系如图丙。以下关于“霍尔转把”叙述正确的是
A.为提高控制的灵敏度,永久磁铁的上、下端分别为N、S 极
B.按图甲顺时针转动电动车的右把手,车速将变快
C.图乙中从霍尔器件的左右侧面输出控制车速的霍尔电压
D.若霍尔器件的上下面之间所加电压正负极性对调,将影响车速控制
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