待测金属丝1卷
电源E（电动势4. 5V，内阻r≈0. 5Ω） 电流表A1（量程10mA，内阻RA1=50Ω） 电流表A2（量程30mA，内阻RA2≈30Ω） 滑动变阻器R1（最大阻值为20Ω） 滑动变阻器R2（最大阻值为5000Ω） 定值电阻R3=10Ω 定值电阻R4=400Ω 开关一个、导线若干
(1)螺旋测微器测出金属丝的直径d=________mm。
(2)滑动变阻器应选用________，定值电阻应选用________。
(3)为了精确的测量金属丝的电阻率，请在方框中画出实验电路图。（ ）
(4)连接电路，闭合开关，移动滑动变阻器，并记录下多组电流表A1的示数I1、电流表A2的示数I2，以I1为横坐标，I2为纵坐标，描点作图并测得图象的斜率为k，则金属丝的电阻率可以表示为_______（用题中给出的字母表示）
【答案】 (1). 3. 465mm (2). R1、 (3). R4 (4). 见解析 (5).
??RA1?R4?d24?K?1?L
四、计算题
22.如图所示，固定的光滑绝缘轻质杆MN与水平面的夹角为θ，MN的长度为L。一质量为m、电荷量为q、
可看作质点的带正电小球P穿在杆上。已知小球P在运动过程中电荷量保持不变，静电力常量为k，重力加速度值为g。
(1)现把另一可看作质点的带正电小球W固定在杆的M端，小球P恰能静止在MN的中点O处。求小球W的电荷量Q。
(2)若改变小球W的电荷量至某值，将小球P从N点由静止释放，P沿杆恰好能到达MN的中点O处。求电荷W在O、N两点间的电势差UON。（结果用m、g、q、k、L、θ表示）
mgLsinθmgL2sinθ 【答案】(1)；(2)
2q4kq (1)小球P受重力、支持力和电场力作用恰好静止在轻质杆的O点，由力的平衡条件有：
kqQ?mgsinθ L2()2解得：
mgL2sinθQ?
4kq(2)小球P由N点静止释放到O点的过程中由动能定理有：
Lmgsinθg?qUNO?0
2解得：
UNO??则电势差：
mgLsinθ 2qUON??UNO?mgLsinθ 2q23.图是某种静电分选器的原理示意图。两个竖直放置的平行金属板带有等量异号电荷，形成匀强电场。分选器漏斗的出口与两板上端处于同一高度，到两板距离相等。混合在一起的 a、b 两种颗粒从漏斗出口下落时，a 种颗粒带上正电，b 种颗粒带上负电。经分选电场后，a、b 两种颗粒分别落到水平传送带 A、B 上。
已知两板间距 d＝0.1m，板的长度 L＝0.5m，电场仅局限在平行板之间；各颗粒所带电量大小与其质量之10比均为1×
－ 5
C/kg。设颗粒进入电场时的初速度为零，分选过程中颗粒大小及颗粒间的相互作用力不计。
要求两种颗粒离开电场区域时，不接触到极板但有最大偏转量。重力加速度 g 取 10m/s 2 。
（1）左右两板各带何种电荷？两极板间的电压多大？
（2）若两带电平行板的下端距传送带 A、B 的高度 H＝0.3m，颗粒落至传送带时的速度大小是多少？ 104V （2）4m/s 【答案】（1）左板带负电荷，右板带正电荷 1×（1）带正电的a种颗粒向左偏转，所以左板带负电，右板带正电。
12gt 2d1qU2t 水平方向：=22md竖直方向：L=gmd2 ，U=1×104V 联立可得：U=2qL（2）根据动能定理可得：
11qU+mg(L+H)=mv2，带入数据可得：v=4m/s。 2224.相距为d的平行金属板M、N，板长也为d，板间可视为匀强电场，两板的左端与虚线EF对齐，EF左侧有水平匀强电场，M、N两板间所加偏转电压为U，PQ是两板间的中轴线。一质量为m、电量大小为q的A点离EF的距离为带电粒子在水平匀强电场中PQ上A点由静止释放，结果恰好从N板的右边緣飞出，不计粒子的重力。
(1)求EF左侧匀强电场的电场强度大小；
(2)带电粒子从N板的右侧边缘飞出后，只受另一点电荷的库仑力作用，并开始做圆周运动，已知该点电荷固定在PQ上某点，求该点电荷的带电量q?.
(3)当带电粒子做圆周运动到M点后，MN板间偏转电压立即变为?U，（已知MN板间电场只由偏转电压提供，
d；2与点电荷无关）带电粒子最终回到A点，求带电粒子从出发至回到A点所需总时间。
【答案】（1）E?U（2）q'?d3??m2Ud（3）?4d??d?
4k??qU (1)粒子在电场中PQ上A点由静止释放，做匀加速直线运动，根据动能定理则有：
d12qEg?mv1
22进入金属板，在偏转电场中，则有：
d12?at 22d?v1t
a?联立可得：
qU mdU dE?(2)离开N点后带电粒子做圆周运动，有几何关系得圆周运动半径：
r?库仑力提供向心力，可得：
2d 22vNqq'k2?m rr从A点到N点，根据动能定理则有：
qE由第一问E?dUd12?q?mvN 2d22U联解上式得： dq'?2Ud k
(3)直线运动阶段，由qUd12?mv1可得： d2可得：
类平抛阶段，则有：
解得：
圆周运动阶段
所需总时间：
2v1?qUm dtm1?v2?d 1qU2t2?dmv?d 1qUqUdd2?12122mv2?2mv1 v2qU2?m tdm3?32?r3?4v?24qU t?3?m总?2t1?2t2?t3???4d?4?d??qU
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