【題目】如圖所示，水平桌面上放置一U形金屬導軌，兩導軌平行，間距為，導軌距水平地面高h。導軌左端連接有一個電源、一個單刀雙擲開關(guān)、一個電容器。電源電動勢為E，內(nèi)電阻為r，電容器電容為C。一根質(zhì)量為m不計電阻的裸導線放在導軌上，方向與導軌垂直，導軌所在平面有一個方向向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B。先將單刀雙擲開關(guān)撥到a；待電路穩(wěn)定后將單刀雙擲開關(guān)撥到b。開關(guān)撥到b后，導線在安培力作用下向右運動離開導軌，然后做平拋運動直至落到水平地面上。

（1）在開關(guān)撥到a到電路穩(wěn)定的過程中，畫出電容器電壓u隨電量q變化的圖象。

（2）結(jié)合（1）中所畫圖象，求穩(wěn)定時電容器儲存的能量。

（3）導線落到水平地面，此時電容器兩端的電壓為，求落地位置與導軌右端的水平距離x及開關(guān)撥到b后電阻R上產(chǎn)生的熱。

【答案】（1）,（2） ；（3） ； .

【解析】（1）電容器充電完畢后，電容器兩端的電壓等于電源的電動勢，所以電容器的帶電量：q=CE根據(jù)電容器的定義式：C=Q/U
所以：u=q，電壓與電量成正比，所以畫出u-q的圖線如圖：

充電的過程中克服電場力做的功：W=qU
所以圖線與橫坐標圍成的面積即為電容器儲存的能量．有：E0＝EQ
聯(lián)立得：E0＝CE2

（3）根據(jù)平拋運動的規(guī)律可得

由動量定理 ，

It=q，

q=EC

聯(lián)立解得

由能量關(guān)系可知，此過程中R上產(chǎn)生的焦耳熱：

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，光滑導軌傾斜放置，下端連一燈泡，勻強磁場垂直于導軌平面，當金屬棒沿導軌下滑到穩(wěn)定狀態(tài)時，燈泡的電功率為P，其他電阻不計，要使燈泡在棒穩(wěn)定運動狀態(tài)下的電功率為2P，則應(yīng)（ ）

A．將導軌間距變?yōu)樵瓉淼?/span>倍

B．換一電阻減半的燈泡

C．將磁場磁感應(yīng)強度B加倍

D．換一質(zhì)量為原來倍的金屬棒

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，輕彈簧的一端固定，另一端與滑塊B相連，B靜止在水平面上的O點，此時彈簧處于原長．另一質(zhì)量與B相同的滑塊A從P點以初速度v0向B滑行，經(jīng)過時間t時，與B相碰．碰撞時間極短，碰后A、B粘在一起運動．滑塊均可視為質(zhì)點，與平面間的動摩擦因數(shù)均為μ，重力加速度為g．求：

（1）碰后瞬間，A、B共同的速度大小；

（2）若A、B壓縮彈簧后恰能返回到O點并停止，求彈簧的最大壓縮量；

（3）整個過程中滑塊B對滑塊A做的功．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，需測量一個標有“3V，1.5W”燈泡兩端的電壓和通過燈泡的電流�，F(xiàn)有如下器材：

直流電源（電動勢3.0V，內(nèi)阻不計）

電流表（量程3A，內(nèi)阻約0.1Ω）

電流表（量程0.6A，內(nèi)阻約5Ω）

電壓表 （量程3V，內(nèi)阻約3kΩ）

電壓表（量程15V，內(nèi)阻約200kΩ）

滑動變阻器（阻值0～10Ω，額定電流1A）

滑動變阻器（阻值0～1kΩ，額定電流300mA）

①在該實驗中，電流表應(yīng)選擇______（填“”或“”），電壓表應(yīng)選擇______（填“”或“”），滑動變阻器應(yīng)選擇________（填“”或“”）。

②請按照實驗要求在方框內(nèi)設(shè)計實驗電路.______

③下表是學習小組在實驗中測出的6組數(shù)據(jù)，某同學根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在方格紙上已畫出了5個數(shù)據(jù)的對應(yīng)點，請你畫出第4組數(shù)據(jù)的對應(yīng)點，并作出該小燈泡的伏安特性曲線。_____

④若將該燈泡與一個6.0Ω的定值電阻串聯(lián)，直接接在題中提供的電源兩端，請估算該小燈泡的實際功率P=______W（保留兩位有效數(shù)字）。（若需作圖，可直接畫在第③小題圖中）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】飛行時間質(zhì)譜儀可以根據(jù)帶電粒子的飛行時間對氣體分子進行分析。如圖所示，在真空狀態(tài)下，自脈沖閥P噴出微量氣體，經(jīng)激光照射產(chǎn)生不同正離子，自a板小孔進入a、b間的加速電場，從b板小孔射出，沿中線方向進入M、N板間的方形區(qū)域，然后到達緊靠在其右側(cè)的探測器。已知極板a、b間的電壓為，間距為d，極板M、N的長度和間距均為L。不計離子重力及經(jīng)過a板時的初速度。

（1）若M、N板間無電場和磁場，請推導出離子從a板到探測器的飛行時間t與比荷k（，q和m分別為離子的電荷量和質(zhì)量）的關(guān)系式；

（2）若在M、N間只加上偏轉(zhuǎn)電壓，請寫出離子在場中運動的軌跡方程，并論證說明不同正離子的軌跡是否重合；

（3）若在M、N間只加上垂直于紙面的勻強磁場。已知進入a、b間的正離子有一價和二價的兩種，質(zhì)量均為m，元電荷為e。要使所有正離子均能通過方形區(qū)域從右側(cè)飛出，求所加磁場的磁感應(yīng)強度的最大值。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】我國自行研制的北斗導航系統(tǒng)，現(xiàn)已成功發(fā)射16顆北斗導航衛(wèi)星。根據(jù)系統(tǒng)建設(shè)總體規(guī)劃，將在2020年左右，建成覆蓋全球的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)。現(xiàn)已知某導航衛(wèi)星軌道高度約為21500km。同步軌道衛(wèi)星的高度約為36000km，已知地球半徑為6400km。下列說法中正確的是()

A. 該導航衛(wèi)星的向心加速度大于地球同步軌道衛(wèi)星

B. 地球赤道上物體隨地球自轉(zhuǎn)的周期小于該導航衛(wèi)星運轉(zhuǎn)周期

C. 地球同步軌道衛(wèi)星的運轉(zhuǎn)角速度小于導航衛(wèi)星的運轉(zhuǎn)角速度

D. 該導航衛(wèi)星的線速度大于

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】用如圖所示的電路，測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻，電池的內(nèi)阻較小，為了防止在調(diào)節(jié)滑動變阻器時造成短路，電路中用一個定值電阻R0起保護作用。除電池、開關(guān)和導線外，可供使用的實驗器材還有：

A.電流表(量程0.6A、3A)；

B.電壓表(量程3V、15V)

C.電值電阻(阻值1Ω，額定功率5W)

D.電值電阻(阻值10Ω，額定功率10W)

E.滑動變阻器(阻值范圍0-10Ω，額定電流2A)

F.滑動變阻器(阻值范圍0-100Ω、額定電流1A)

要正確完成實驗，電壓表的量程應(yīng)選擇______V，電流表的量程應(yīng)選擇______A；R0應(yīng)選擇______Ω的定值電阻，R應(yīng)選擇阻值范圍是______Ω的滑動變阻器。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量為0.5 kg的小球在距離車底面高20 m處以一定的初速度向左平拋，落在以7.5 m/s速度沿光滑水平面向右勻速行駛的敞篷小車中，車底涂有一層油泥，車與油泥的總質(zhì)量為4 kg，設(shè)小球在落到車底前瞬時速度是25 m/s，g取10 m/s2，則當小球與小車相對靜止時，小車的速度是(　 　)

A. 5 m/s B. 4 m/s C. 8.5 m/s D. 9.5 m/s

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某顆地球同步衛(wèi)星正下方的地球表面有一觀察者，他用天文望遠鏡觀察被太陽光照射的此衛(wèi)星，春分那天（太陽光直射赤道）在日落12小時內(nèi)有時間該觀察者看不見此衛(wèi)星。已知地球半徑為R，地球表面處的重力加速度為g，地球自轉(zhuǎn)周期為T，衛(wèi)星的運動方向與地球轉(zhuǎn)動方向相同，不考慮大氣對光的折射，下列說法中正確的是

A. 同步衛(wèi)星離地高度為

B. 同步衛(wèi)星加速度小于赤道上物體向心加速度

C.

D. 同步衛(wèi)星加速度大于近地衛(wèi)星的加速度

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