Question

（1）北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的儲(chǔ)存環(huán)是長(zhǎng)為24m的圓形軌道，某時(shí)刻測(cè)得環(huán)中電流強(qiáng)度為10mA，已知這是正在環(huán)中運(yùn)行的電子有
5×10¹¹個(gè)，則可估算出這是電子的速率為_(kāi)_____．
（2）像打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一樣，光電計(jì)時(shí)器也是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常用計(jì)時(shí)儀器，其結(jié)構(gòu)如（1）所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有物體從a、b間通過(guò)時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間．先利用圖（2）所示裝置測(cè)量滑塊和長(zhǎng)1m左右的木塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)，圖中MN是水平桌面，Q是木板與桌面的接觸點(diǎn)，1和2是固定在木板上的兩個(gè)光電門，與之連接的兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器沒(méi)有畫出，此外在木板頂端的P點(diǎn)還懸掛著一個(gè)鉛錘，讓滑塊從木板頂端滑下，光電門1、2各自連接的計(jì)時(shí)器顯示擋光時(shí)間分別為5×10²s和2×10²s，用游標(biāo)卡尺測(cè)量小滑塊的寬度d，卡尺示數(shù)如圖（3）所示．
（a）讀出滑塊的寬度d=______cm
（b）若僅提供一把米尺，已知當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度為g，為完成測(cè)量，除了研究v₁、v₂和兩個(gè)光電門之間的距離L外，還需要測(cè)量的物理量是______（指明代表物理量的字母）．
（c）用（3）中各量求解動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式μ=______2-v21)b2Lga

Answer 1

【答案】分析：（1）電子電荷量e=1.6×10^-19C，求出5×10¹¹個(gè)電子的總電荷量，再根據(jù)電流的定義式求解
（2）游標(biāo)卡尺的讀數(shù)等于主尺讀數(shù)等于游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀．根據(jù)較短時(shí)間內(nèi)的平均速度可以表示瞬時(shí)速度求出瞬時(shí)速度．
（3）先根據(jù)小燈泡的銘牌求出正常發(fā)光時(shí)電阻，再判斷電流表的內(nèi)外接法，通過(guò)估算電路最小電阻判斷滑動(dòng)變阻器不能用限流式接法．
解答：解：（1）5×10¹¹個(gè)電子的總電荷量為q=5×10¹¹×1.6×10^-19C=8×10^-8C，
電子運(yùn)動(dòng)的周期為T=═8×10^-6s
電子的速率為v==3×10⁶m/s
（2）①游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為50mm，游標(biāo)讀數(shù)為0.05×3=0.15mm，所以d=50mm+3×0.05mm=50.15mm=5.015cm．
 ②為完成測(cè)量，除了研究v₁、v₂和兩個(gè)光電門之間的距離L外，還需要測(cè)量的物理量是p點(diǎn)到桌面的高度h，重錘在桌面上所指的點(diǎn)與Q點(diǎn)的距離a，斜面的長(zhǎng)度b，
③動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式μ=-
（3）①因小燈泡標(biāo)有“3V、0.6W”字樣，其電阻R=15Ω，因＜＜，電流表應(yīng)選外接法，
根據(jù)閉合電路歐姆定律估算電路R_min=60Ω，顯然滑動(dòng)變阻器不能用限流式應(yīng)用分壓式接法．
②連接電路如圖所示，開(kāi)始時(shí)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭應(yīng)該移到最左端．

③若小燈泡發(fā)光暗時(shí)的電阻為R₂，根據(jù)所學(xué)的知識(shí)可判斷出R₁與R₂的大小關(guān)系為：R₁ 大于R₂．
故答案為：（1）3×10⁶m/s
（2）①5.015
②p點(diǎn)到桌面的高度h，重錘在桌面上所指的點(diǎn)與Q點(diǎn)的距離a，斜面的長(zhǎng)度b，
③-
（3）①外接，分壓式
 ②如圖
③大于
點(diǎn)評(píng)：（1）根據(jù)電流的定義式求解電流是常用的思路．電流的定義式I=是比值定義法，在理解的基礎(chǔ)上記憶．
（2）解決本題的關(guān)鍵掌握游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法，游標(biāo)卡尺的讀數(shù)等于主尺讀數(shù)等于游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀．以及掌握在較短時(shí)間內(nèi)的平均速度可以表示瞬時(shí)速度．
（3）根據(jù)電表內(nèi)阻的關(guān)系選擇，電流表應(yīng)用外接法；若滑動(dòng)變阻器最大阻值太小而不能控制電路電流，應(yīng)選分壓式接法．