【题目】图甲为光电效应实验的电路图,保持光的颜色和光照强度不变,移动滑动变阻器滑片位置或对调电源正负极,得到电流表的示数I随电压表的示数U变化的规律如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.由能量守恒定律可知,光电子的最大初动能等于入射光子的能量
B.由欧姆定律可知,电压表的示数为零时,电流表的示数也为零
C.保持光的颜色不变,只增加光照强度时,I-U图像的纵截距会增大
D.保持光的颜色不变,只增加光照强度时,I-U图像的横截距Uc会增大
【答案】C
【解析】
A.由爱因斯坦光电效应方程可知,电子的最大初动能等于入射光子的能量与金属逸出功之差,故A错误;
B.当光电管两端电压为0时,即电压表示数为0,此时仍有光电子运动到阳极而形成光电流,则电流且示数不为0,故B错误;
C.I-U图像的纵截距表示光电管两端电压为0时,光电流的大小,保持光的颜色不变,即光电子逸出的最大初动能不变,增加光照强度时单位时间内逸出的光电子数增大,运动到阳极的光电子数增大,则光电流增大,故C正确;
D.I-U图像的横截距Uc表示光电管两端加反向电压且使逸出的光电子恰好到达阳极,即
由光电效应方程可知,保持光的颜色不变,只增加光照强度时,Uc不变,故D错误。
故选C。
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【题目】某物理兴趣小组在学习了电流的磁效应后,得知通电长直导线周围某点磁场的磁感应强度B的大小与长直导线中的电流大小I成正比,与该点离长直导线的距离r成反比。该小组欲利用如图甲所示的 实验装置验证此结论是否正确,所用的器材有:长直导线、学生电源、直流电流表(量程为0~3A)、滑动变 阻器、小磁针(置于刻有360°刻度的盘面上)、开关及导线若干:
实验步骤如下:
a.将小磁针放置在水平桌面上,等小磁针静止后,在小磁针上方沿小磁针静止时的指向水平放置长直 导线,如图甲所示;
b.该小组测出多组小磁针与通电长直导线间的竖直距离 r、长直导线中电流的大小I及小磁针的偏转 角度θ;
c.根据测量结果进行分析,得出结论。 回答下列问题:
(1)某次测量时,电路中电流表的示数如图乙所示,则该电流表的读数为______A;
(2)在某次测量中,该小组发现长直导线通电后小磁针偏离南北方向的角度为30°(如图丙所示),已知实验所在处的地磁场水平分量大小为B0=3×10-5T,则此时长直导线中的电流在小磁针处产生的磁感应强度B的大小为_______T(结果保留两位小数);
(3)该小组通过对所测数据的分析,作出了小磁针偏转角度的正切值tanθ与之间的图像如图丁所示,据此得出了通电长直导线周围磁场的磁感应强度B与通电电流I成正比,与离长直导线的距离r成反比的结论, 其依据是______;
(4)通过查找资料,该小组得知通电长直导线周围某点的磁感应强度B与电流I及距离r之间的数学关系为,其中为介质的磁导率。根据题给数据和测量结果,可计算出=_______ 。
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【题目】如图所示,等腰直角三角形金属框abc右侧有一有界匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外,ab边与磁场两边界平行,磁场宽度大于bc边的长度。现使框架沿bc边方向匀速穿过磁场区域,t=0时,c点恰好达到磁场左边界。线框中产生的感应电动势大小为E,感应电流为I(逆时针方向为电流正方向),bc两点间的电势差为Ubc,金属框的电功率为P。图中上述各量随时间变化的图像可能正确的是( )
A.B.C.D.
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【题目】如图所示,圆形区域内有平行纸面的匀强电场,AB为圆的直径,O为圆心,规定O点电势为零,圆的半径 r= 2m,∠CAB=30°。在A点有电子源,可向圆形区域各个方向发射动能为10eV 的电子,到达 C点电子动能为 15eV,到达B点的粒子电势能为-5eV,忽略电子重力和空气阻力,下列说法正确的是( )
A.圆周上 A、B 两点电势差 UAB=-5V
B.圆周上 B、C 两点电势差 UBC=5V
C.所有离开圆周区域电子的动能可能等于 22eV
D.电场强度大小为V/m
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【题目】如图所示,MN 和PQ 是匀强磁场的理想边界,MN上方为匀强磁场Ⅰ,PQ下方为匀强磁场Ⅱ,MN和 PQ间距为d d ,之间区域没有场。质量为m,带电量为q的负电粒子自M点以速度v0,方向与边界夹角45°斜向右上第一次射入Ⅰ磁场,带电粒子每次穿越边界MN和PQ过程中动能可能有损失,穿越后的动能为穿越前的k倍(k≤1),已知,两部分磁场方向均垂直纸面向里,磁感强度大小均为B ,粒子的重力和空气阻力可以忽略。
(1)为了使粒子能返回 MN 边界,磁场Ⅰ的最小宽度为多大?
(2)若粒子自A点第一次离开磁场Ⅰ,为使粒子第二次进入磁场Ⅰ的位置为A点,k的值为多少?
(3)若 k=,请计算第3次到达磁场Ⅰ位置距M点的距离?
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【题目】如图所示,用一轻质弹簧把两块质量分别为m和M的木块A、B连接起来,组成一个系统,竖直放在水平地面上,力F竖直向下作用在木块A上,使系统处于静止状态。若突然撤去力F(空气阻力忽略不计),下列说法正确的是( )
A.撤去力F的瞬间,木块A的加速度大小为
B.撤去力F后,木块A向上运动的过程中,该系统机械能一直减小
C.为使木块B能够离开地面,应保证F≥(M+m)g
D.若木块B能够离开地面,则从木块B离开地面到再次回到地面的过程中系统动量守恒
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【题目】在某空间建立如图所示直角坐标系,并在该空间加上沿y轴负方向、磁感应强度大小为B的匀强磁场,和沿某个方向的匀强电场。一质量为m、带电量为+q(q>0)的粒子从坐标原点O以初速度沿x轴正方向射入该空间,粒子恰好能做匀速直线运动。不计粒子的重力,求:
(1)所加电场强度E的大小和方向;
(2)若撤去电场,并改变磁感应强度的大小,使粒子恰好能经过坐标为(3a,0,-a)的点,则改变后的磁感应强度B'为多大?
(3)若保持磁感应强度B不变,将电场强度大小调整为E',方向调整为平行于yOz平面且与y轴正方向成某个夹角,使得粒子能够在xOy平面内做类平抛运动(沿x轴正方向作匀速直线运动,沿y轴正方向作初速度为零的匀加速直线运动)并经过坐标为(3a,a,0)的点,则E'和tan各为多少?
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【题目】如图所示的装置叫做阿特伍德机,是阿特伍德创制的一种著名力学实验装置,用来研究匀变速直线运动的规律。绳子两端的物体下落(或上升)的加速度总是小于自由落体的加速度g。已知物体A、B的质量相等均为4m,物体C的质量为m,一切摩擦不计,轻绳不可伸长且足够长, 现将装置从静止释放。下列说法正确的是
A. 物体C的加速度为 B. 物体C的加速度为
C. 物体C对B的拉力为 D. 物体C对B的拉力为
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【题目】如图所示,倾角为θ的足够长的光滑绝缘斜面上存在宽度均为L的匀强磁场和匀强电场区域,磁场的下边界与电场的上边界相距为3L,其中电场方向沿斜面向上,磁场方向垂直于斜面向下、磁感应强度的大小为B。电荷量为q的带正电小球(视为质点)通过长度为L的绝缘轻杆与边长为L、电阻为R的正方形单匝线框相连,组成总质量为m的“”型装置,置于斜面上,线框下边与磁场的上边界重合。现将该装置由静止释放,当线框下边刚离开磁场时恰好做匀速运动;当小球运动到电场的下边界时刚好返回。已知L=1m,B=0.8T,q=2.2×10-6C,R=0.1Ω,m=0.8kg,θ=53°,sin53°=0.8,g取10m/s2。求:
(1)线框做匀速运动时的速度大小;
(2)电场强度的大小;
(3)到最终稳定过程中正方形单匝线框中产生的总焦耳热。
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