13.一電路如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì)E=28V,內(nèi)阻r=2Ω,電阻R1=12Ω,R2=R4=4Ω,R3=8Ω,C為平行板電容器,其電容C=3.0pF,虛線到兩極板距離相等,極板長(zhǎng)L=0.20m,兩極板的間距d=1.0×10-2m.

(1)若開(kāi)關(guān)S處于斷開(kāi)狀態(tài),則當(dāng)其閉合后,求流過(guò)R4的總電量為多少?
(2)若開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),有一帶電微粒沿虛線方向以v0=2.0m/s的初速度射入C的電場(chǎng)中,剛好沿虛線勻速運(yùn)動(dòng),問(wèn):當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后,此帶電微粒以相同初速度沿虛線方向射入C的電場(chǎng)中,能否從C的電場(chǎng)中射出?(要求寫出計(jì)算和分析過(guò)程,g取10m/s2

分析 開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí),求出電阻兩端的電壓從而算出電容器的電量;當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí),求出路端的電壓,從而電阻兩端的電壓.當(dāng)斷開(kāi)時(shí)電場(chǎng)力與重力相平衡,而閉合后由重力與電場(chǎng)力的合力從而求出加速度大小,最終求出側(cè)向位移.

解答 解:(1)S斷開(kāi)時(shí),電阻R3兩端電壓為:${U}_{3}=\frac{{R}_{3}}{{R}_{2}+{R}_{3}+r}E=16V$
S閉合后,外阻為:$R=\frac{{R}_{1}({R}_{2}+{R}_{3})}{{R}_{1}+({R}_{2}+{R}_{3})}=6Ω$        
路端電壓為:$U=\frac{RE}{R+r}=21V$
電阻R3兩端電壓為:${U}_{3}^{′}=\frac{{R}_{3}U}{{R}_{2}+{R}_{3}}=14V$
則所求流過(guò)R4的總電量為:Q=CU3-CU3′=6.0×10-12C
(2)設(shè)微粒質(zhì)量為m,電量為q,當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)有:$\frac{q}dixz26u{U}_{3}=mg$
當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后,設(shè)微粒加速度為a,則有:$mg-\frac{{qU}_{3}^{′}}d8hcdr1=ma$
設(shè)微粒能從C的電場(chǎng)中射出,則水平方向:$t=\frac{L}{{v}_{0}}$
豎直方向:$y=\frac{1}{2}a{t}^{2}$
由以上各式求得:$y=6.25×1{0}^{-3}m>\fracqjnlaqo{2}$
故微粒不能從C的電場(chǎng)中射出
答:(1)流過(guò)R4的總電量為6.0×10-12C;
(2)微粒不能從C的電場(chǎng)中射出.

點(diǎn)評(píng) 本題由毆姆定律與牛頓運(yùn)動(dòng)定律相綜合應(yīng)用,同時(shí)利用將類平拋運(yùn)動(dòng)分解成兩相互垂直的簡(jiǎn)單直線運(yùn)動(dòng).

練習(xí)冊(cè)系列答案
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A.工件受到皮帶的摩擦力沿斜面向上
B.摩擦力對(duì)工件一定做正功
C.皮帶與工件的動(dòng)摩擦因數(shù)一定大于tanα
D.工件所受摩擦力的大小可能等于mgsinα

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4.用作圖法求共點(diǎn)力F1=3N、F2=4N的合力?

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8.如圖所示,兩根長(zhǎng)為L(zhǎng)的絲線下端懸掛一質(zhì)量為m,帶電量分別為+Q和-Q的小球A和B,處于場(chǎng)強(qiáng)為E,方向水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)之中,使長(zhǎng)度也為L(zhǎng)的連線AB剛好拉直而沒(méi)有拉力,并使小球處于靜止?fàn)顟B(tài).求E的大小滿足什么條件才能實(shí)現(xiàn)上述平衡狀態(tài).

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18.某物理興趣小組的同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)探究電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,實(shí)驗(yàn)的主要操作如下:
①先用電壓表直接接在電池兩極粗測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì),這樣測(cè)出的電動(dòng)勢(shì)比真實(shí)值偏。ㄟx填“偏大”或“偏小”).
②若按圖(甲)所示接好電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn),記下電阻箱和電壓表對(duì)應(yīng)的一系列讀數(shù)R、U,并將數(shù)據(jù)記錄在下表中.第2次實(shí)驗(yàn)中,電阻箱的示數(shù)如圖(乙)所示,此時(shí)電阻箱接入電路的電阻是2Ω;
實(shí)驗(yàn)次數(shù)123456
$\frac{1}{U}$/(V-10.801.071.301.471.802.27
$\frac{1}{R}$/(Ω-10.20.81.01.52.0

③圖(丙)是根據(jù)上表中的數(shù)據(jù),在坐標(biāo)紙上畫出的$\frac{1}{U}$-$\frac{1}{R}$圖象.若忽略電壓表內(nèi)阻的影響,當(dāng)電阻箱、電壓表的示數(shù)分別是R、U時(shí),電池電動(dòng)勢(shì)E=U+$\frac{U}{R}r$(用U、R、r表示);設(shè)$\frac{1}{U}$-$\frac{1}{R}$圖象縱軸截距為A,則A與電池電動(dòng)勢(shì)E的函數(shù)關(guān)系式是$\frac{1}{E}$,該圖象的斜率K與E、r之間的函數(shù)關(guān)系式是$\frac{r}{E}$;
④根據(jù)圖象可知:電池的電動(dòng)勢(shì)E=1.67V,內(nèi)阻r=1.34Ω.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

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5.如圖所示是安裝在列車車廂之間的摩擦緩沖器結(jié)構(gòu)圖.圖中①和②為楔塊,③和④為墊板,楔塊與彈簧盒、墊板間均有摩擦.在車廂相互撞擊使彈簧壓縮的過(guò)程中( 。
A.緩沖器的機(jī)械能不守恒B.摩擦力做功消耗機(jī)械能
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(1)重物由A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間;
(2)重物經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)速度的大。
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