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14.如图所示电路,M、N是一对间距为d的平行金属板,且将N板接地.已知电源电动势E=36伏,内阻不计,R0=200Ω为定值电阻,R1、R2均为0-999.9Ω的可调电阻箱,用两根绝缘细线将质量为m、带少量负电的小球悬于平行金属板内部.已知细线s水平,线长s=$\frac{d}{3}$.闭合电键k,若分别将R1和R2从200Ω调到400Ω,则两状态小球电势能之比为(小球始终处于静止状态)(  )
A.2:1   2:1B.1:1  1:1C.4:3  3:2D.1:1  3:2

分析 电容器两端间的电压等于R0两端间的电压,R1处于含容的支路中,相当于导线,改变R1的阻值,不会改变电容器两端间的电势差,也不会改变小球的电势能;改变R2,将改变了电容器两端的电势差,改变了电场强度以及小球所在位置的电势,从而改变电势能.

解答 解:改变R1的阻值,不会改变电容器两端间的电势差,也不会改变小球的电势能,所以两状态小球电势能之比为1:1.
R2为200Ω时,电容器两端间的电势差为18V,N板接地,所以小球所在位置的电势为6V;当R2为400Ω时,电容器两端间的电势差为12V,N板接地,所以小球所在位置的电势为4V,根据电势能的公式Ep=qU,两状态小球电势能之比为3:2.
故选:D

点评 本题考查对电路特点的分析和带电小球c带电性质的理解,根据小球的受力情况求出电场力,进而求出场强的大小,以及电势能的公式.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

4.边长为L=0.1m的正方形金属线框abcd,质量m=0.1kg,总电阻R=0.02Ω,从高h=0.2m处自由下落(abcd始终在竖直平面内,且ab水平).线框下有一水平的有界匀强磁场,竖直宽度L=0.1m,磁感应强度B=1.0T,方向如图所示,(g=10m/s2)求:
(1)线框穿越磁场过程中产生的热;
(2)ab边穿越磁场过程通过a点截面的电荷量;
(3)在图示坐标中画出线框从开始下落到cd边穿出磁场过程速度与时间的图象.

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科目:高中物理 来源: 题型:填空题

5.一直流微安表,内阻约100Ω,量程约300μA,刻度盘有30个小格,现用半偏法测出其内阻及量程,再提供一直流电源(电动势略小于3V,内阻忽略),一电压表(量程3V,内阻15kΩ)电阻箱(0~999.9Ω),两个单刀开关及导线若干:
a.为达到上述目的,将图丙上对应器材连成一个完整的实验电路图.
b.连线完成后,当S1闭合S2断开电压表示数为2.70V,此时微安表指针对准第20格,则微安表量程为270μA.再将S2合上,调节电阻箱阻值,使微安表指针正好对准第10格,读出此时电阻箱读数为110.0Ω,则微安表内阻为110.0Ω.

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2.如图所示,足够长的相距为L的平行金属导轨MN、PQ放置在水平面内,匀强磁场竖直向下覆盖轨道平面,磁感应强度为B,在轨道上平行横放两根相距S0的金属导体棒a、b,使之与导轨构成矩形回路,每根金属棒的质量均为m,电阻均为R,导轨电阻可忽略,棒与导轨无摩擦,且不计重力和电磁辐射.开始时,导体棒a静止,导体棒b具有向右的初速度v0,最终两根金属棒会保持相对静止,求此时a、b棒之间的距离.

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

9.如图所示,粗细均匀的电阻丝制成的长方形导线框abcd处在匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面,另一种材料的导体棒MN与导线框保持良好接触并在外力作用下从导线框左端匀速滑到右端,在此过程中,导线框上消耗的电功率P的变化情况可能为(  )
A.逐渐增大B.先增大后减小
C.先减小后增大D.增大、减小、再增大、再减小

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

19.据报道我国将在2020年之前向火星发射一个探测器,让火星也能听到来自中国的问候,在火星探测中,动力问题是一个关键问题,现在研究比较成熟又可靠的是太阳帆推进器,根据量子理论,光子不但有能量,还有动量,其计算式p=$\frac{h}{λ}$,其中h是普朗克常量,λ是光子的波长,既然光子有动量,那么光照到物体表面,光子被物体吸收或反射的同时,光都会对物体产生压强,这就是“光压”
(1)一台二氧化碳气体激光器发射的激光功率为P0=1000W,射出光束的横截面积为S=1.00mm2,当它垂直射到某一物体表面时,对该物体产生的光压p最大值是多大?
(2)既然光照射物体会对物体产生光压,有人设想在遥远的宇宙探测中用光压为动力推动航天器加速,给航天器安上面积极大,反射率极高的薄膜,并让它正对太阳,已知在绕日轨道上,每平方米面积上得到的太阳光能为1.35kW,航天器质量为M=50kg,薄膜面积为4×104m2,那么航天器得到的加速度为多大?

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6.如图所示,从足够长的倾角为37°的光滑斜面的顶端A点水平抛出一小球,同时在A点沿斜面向下以初速度v0=8m/s释放另一小球,两球恰在斜面相遇,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2.求:
(1)水平抛出的小球在空中的飞行时间;
(2)水平抛出的小球与斜面相撞时的速度大小.

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3.在离地面h高处以初速度v0沿竖直方向下抛一球,设球击地反弹时机械能无损失,不计空气阻力,加速度为g.求:
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5.如图1,竖直平面内固定一斜槽,斜槽中放有若干个直径均为d的相同小铁球,紧靠斜槽末端固定有电磁铁,闭合开关K,电磁铁吸住第一个小球,第二个小球处于斜槽末端被第一个小球阻挡而不落下.轻敲金属片M,M与触点分离,第一个小球从O点开始下落,M迅速恢复接触,电磁铁又吸住第二个小球,当第一个小球撞击M时,第二个小球又开始下落…
某兴趣小组用此装置测定重力加速度,回答下列问题:
(1)用游标卡尺测量小铁球的直径d,如图2所示,读数为0.750cm;
(2)用游标卡尺测出OM=1.460m,手动敲击M的同时按下秒表开始计时,若10个小球下落的总时间为5.5s,则当地的重力加速度g=9.6m/s2(保留两位有效数字);
(3)若在O点的正下方A点固定一光电门(未画出),测出OA=h,小球经过光电门的时间为△t,则小球通过光电门时的速度v=$\frac{d}{△t}$,可求得当地的重力加速度g=$\frac{{d}^{2}}{{2(△t)}^{2}h}$;改变光电门的位置进行多次实验,若某次实验中,小球经过光电门的时间为$\frac{1}{2}$△t,此时光电门与A的距离为3h.(用已知和测得量的符合表示)

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