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模块检测试题
一、单项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.物理学的发展离不开物理学家的科学研究,以下符合史实的是(　　)
A.法拉第用电场线来形象描述电场,它是真实存在的
B.普朗克提出了能量子假说,基于此他又提出了光子说
C.奥斯特发现了电流的磁效应,使人们突破了对电与磁认识的局限性
D.楞次发现了电磁感应现象,使人们对电与磁内在联系的认识更加完善
2.如图所示为电视机显像管偏转线圈的示意图,磁环上的偏转线圈通以图示方向的电流时,圆环的圆心O处的磁场方向是(　　)
A.向左 B.向上
C.向下 D.向右
3.某电场的电场线分布如图所示,A、B、C、D是电场中的四个点,则关于该电场,下列说法正确的是(　　)
A.该电场可能是某个孤立的带正电的点电荷形成的
B.B点的电场强度最大
C.B、D两点的电场强度方向相同
D.某电荷仅受静电力时能沿电场线从B点运动到D点
4.随着生活水平的提高,电子秤已经成为日常生活中不可或缺的一部分,电子秤的种类也有很多,如图所示是用平行板电容器制成的厨房用电子秤及其电路简图。称重时,把物体放到电子秤面板上,压力作用会导致平行板上层膜片电极下移。则(　　)
A.膜片下移过程中,电流计有a到b的电流
B.电流计的示数逐渐减小
C.电容器储存的电能减小
D.电容器的电容减小
二、双项选择题:本题共4小题,每小题6分,共24分。每小题有两项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
5.M、N是某电场中一条电场线上的两点,从M点由静止释放一电子,电子仅在静电力作用下沿电场线由M点运动到N点,其电势能随位移变化的关系如图所示,则下列说法正确的是(　　)
A.M、N两点的电场强度关系为EMB.M、N两点的电场强度关系为EM>EN
C.M、N两点的电势关系为φM<φN
D.M、N两点的电势关系为φM>φN
6.如图所示,在空间直角坐标系中,两条彼此绝缘的长直导线分别与Ox、Oy轴重合,电流均沿坐标轴正方向,已知真空中距无限长通电直导线的距离为r处的磁感应强度B=k(k为常数)。一闭合圆形金属线圈的圆心O′在xOy平面内沿直线 y=x运动,线圈的半径为R,y>R。下列说法正确的是(　　)
A.线圈的匝数越多,穿过线圈的磁通量越大
B.若I1=2I2,则圆心O′处的磁感应强度沿z轴正方向
C.若I1=I2,则金属线圈中有感应电流产生
D.若2I1=I2,则金属线圈中有感应电流产生
7.三个电阻R1=2 Ω,R2=3 Ω,R3=5 Ω,将它们并联后加一恒定电压U,电路如图所示。流过每个电阻的电流分别是I1、I2、I3,每个电阻两端电压分别是U1、U2、U3,则下列说法正确的是(　　)
A.I1∶I2∶I3=5∶3∶2
B.U1∶U2∶U3=5∶3∶2
C.若再并联一个100 Ω的电阻,则并联的总阻值减小
D.若减小R1的阻值,则电路中并联的总阻值减小
8.如图所示的电路中,电源的电动势为 3.2 V,电阻R的阻值为30 Ω,小灯泡L的额定电压为3.0 V、额定功率为4.5 W,电压表内阻对电路无影响。当开关S接位置1时,电压表的示数为3.0 V,假如小灯泡电阻不变,下列说法正确的是(　　)
A.电源的内阻为2 Ω
B.小灯泡的电阻为4 Ω
C.当开关S接位置2时,小灯泡很亮
D.当开关S接位置2时,小灯泡两端的电压为 1.6 V
三、非选择题:共60分。
9.(3分)如图所示,绝缘光滑圆环竖直放置,a、b、c为三个套在圆环上可自由滑动的空心带电小球。已知小球c位于圆环最高点,a、c连线与竖直方向成60°角,b、c连线与竖直方向成30°角,三个小球均处于静止状态。则a、b小球带　　　电荷,b、c小球带　　　电荷,
a、b小球的电荷量之比为　　　。
10.(3分) 如图所示,水平放置的平行板电容器上极板带正电,所带电荷量为Q,板间距离为d,上极板与静电计相连,静电计金属外壳和电容器下极板都接地,在两极板正中间P点有一个静止的带电油滴,则油滴带　　　　(选填“正电荷”或“负电荷”);现将电容器的上极板竖直向下移动一小段距离,则P点的电势　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”),静电计指针张角　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”)。
11.(3分)如图所示的线框,面积为S,处于磁感应强度为B的匀强磁场中,B的方向与线框平面成θ角,当线框沿顺时针方向转过90°到如图所示的虚线位置时,初位置穿过线框的磁通量大小Φ1为　　　 　;末位置穿过线框的磁通量大小Φ2为　　 　　;磁通量的变化量ΔΦ为　　　　。
12.(6分)某同学测量一段金属丝的电阻率。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,结果如图甲所示,其读数为　　　　 mm。
(2)根据图乙所示电路图连接好电路,测量金属丝Rx的电阻。某次测量时,电压表的量程为0～3 V,电流表的量程为0～0.6 A,测量结果如图丙所示,此时电压值为　　 　 V,电流值为　　　 A。
(3)有另一同学想用伏安法测量电阻R, 现有的器材及其代号和规格如下:
待测圆柱体电阻R(电阻约220 Ω);
电流表A1(量程0～5 mA,内阻约50 Ω);
电流表A2(量程0～15 mA,内阻约30 Ω);
电压表V1(量程0～3 V,内阻约10 kΩ);
电压表V2(量程0～15 V,内阻约25 kΩ);
直流电源E(电动势4 V,内阻不计);
滑动变阻器R1(阻值范围0～15 Ω,允许通过的最大电流 2.0 A);
开关S;
导线若干。
①为使实验误差较小,要求测得多组数据进行分析,电流表选用　　 　　,电压表选用　　　　。
②请在虚线框中画出测量的电路图,并标明所用器材的代号,并用实线代替导线在图丁中连接实物图。
13.(6分)精确测量干电池电动势和内阻需要考虑电表内阻的影响。可用器材有:电压表(量程1.5 V,内阻约为1.5 kΩ)、电流表(量程0～0.6 A)、滑动变阻器、开关、干电池和导线若干。某小组开展了以下实验。
(1)考虑电流表内阻影响
①用图甲所示电路测量电流表的内阻。从图乙电压表和电流表读数可得电流表内阻
RA=　　　 Ω(保留2位有效数字)。
②用图丙所示电路测量干电池电动势和内阻。电压表读数、电流表读数、干电池内阻和电流表内阻分别用U、I、r和RA表示,则干电池电动势E=U+　　　　　　(用I、r和RA表示)。
③调节滑动变阻器测得多组电表读数,作出图丁所示的UI图像。则待测干电池电动势E=　　　　 V(保留3位有效数字),内阻r=　　　　 Ω(保留1位小数)。
(2)考虑电压表内阻影响
该小组也尝试用图戊所示电路测量电压表内阻,但发现实验无法完成。原因是　　　　。
A.电路设计会损坏仪器
B.滑动变阻器接法错误
C.电压太大无法读数
D.电流太小无法读数
14.(11分)如图所示,在水平方向的匀强电场中,用长为L的绝缘细线拴住一质量为m、
电荷量为q的小球,细线的上端固定。开始时将细线和小球拉至水平位置,突然松开后,
小球由静止开始向下摆动,当细线转过60°角时的速度恰好为零。求:
(1)A、B两点的电势差UAB;
(2)电场强度的大小。
15.(12分)如图甲是某XCT机的实物图。其产生X射线主要部分的示意图如图乙所示,图中P、Q之间的加速电压为U0,M、N两板之间的偏转电压为U,电子从电子枪逸出后沿图中虚线OO′射入,经加速电场、偏转电场区域后,打到水平靶台的中心点C,产生X射线(图中虚线箭头所示)。已知电子质量为m,电荷量为e,偏转极板M、N长为L,间距也为L,虚线OO′距离靶台竖直高度为h=2L,靶台水平位置可以调节,不考虑电子的重力、电子间相互作用力及电子从电子枪逸出时的初速度大小,不计空气阻力。
(1)求电子进入偏转电场区域时速度的大小;
(2)若M、N两板之间电压大小U=2U0,为使电子击中靶台中心点C,求靶台中心点C离N板右侧的水平距离s及电子刚出偏转电场区域时的速度。
16.(16分) 如图所示,电源电动势E=12 V,内阻为r=1 Ω,R1=1 Ω,R2=6 Ω,开关闭合后,电动机恰好正常工作。已知电动机的额定电压U0为6 V, 电动机的线圈的电阻R0为0.5 Ω, 求:
(1)R1中的电流;
(2)电源的输出功率和效率;
(3)电动机的输入功率及电动机正常工作时产生的机械功率。模块检测试题
一、单项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.物理学的发展离不开物理学家的科学研究,以下符合史实的是(　　)
A.法拉第用电场线来形象描述电场,它是真实存在的
B.普朗克提出了能量子假说,基于此他又提出了光子说
C.奥斯特发现了电流的磁效应,使人们突破了对电与磁认识的局限性
D.楞次发现了电磁感应现象,使人们对电与磁内在联系的认识更加完善
【答案】 C
【解析】 电场线是假想的线,并非真实存在,A错误;爱因斯坦提出了光子说,B错误;奥斯特发现了电流的磁效应,使人们突破了对电与磁认识的局限性,C正确;法拉第发现了电磁感应现象,使人们对电与磁内在联系的认识更加完善,D错误。
2.如图所示为电视机显像管偏转线圈的示意图,磁环上的偏转线圈通以图示方向的电流时,圆环的圆心O处的磁场方向是(　　)
A.向左 B.向上
C.向下 D.向右
【答案】 B
【解析】通电的两个线圈可视为通电螺线管,两通电螺线管又可近似看成两个条形磁铁,其等效图如图所示。两个条形磁铁的下端均为N极,因此O点的磁场方向向上,故B正确。
3.某电场的电场线分布如图所示,A、B、C、D是电场中的四个点,则关于该电场,下列说法正确的是(　　)
A.该电场可能是某个孤立的带正电的点电荷形成的
B.B点的电场强度最大
C.B、D两点的电场强度方向相同
D.某电荷仅受静电力时能沿电场线从B点运动到D点
【答案】 B
【解析】 题图中电场线是弯曲的,所以不可能是孤立的点电荷形成的,故A错误;B点电场线最密集,电场强度最大,故B正确;B、D两点电场线的切线方向不同,所以两点的电场强度方向不同,故C错误;假设某电荷仅受静电力时能沿电场线从B点运动到D点,受力方向沿切线方向,没有指向轨迹的凹侧,不满足曲线运动的条件,假设不成立,故D错误。
4.随着生活水平的提高,电子秤已经成为日常生活中不可或缺的一部分,电子秤的种类也有很多,如图所示是用平行板电容器制成的厨房用电子秤及其电路简图。称重时,把物体放到电子秤面板上,压力作用会导致平行板上层膜片电极下移。则(　　)
A.膜片下移过程中,电流计有a到b的电流
B.电流计的示数逐渐减小
C.电容器储存的电能减小
D.电容器的电容减小
【答案】 B
【解析】 根据平行板电容器电容的决定式C=,当两个极板的距离减小时,电容器的电容增大;再根据电容定义式C=,由于电容器一直和电源相连,电压不变,当电容增大时,带电荷量增大,则电容器储存的电能增加,故C、D错误;膜片下移过程中,电容器带电荷量增大,电容器充电,则电流计有b到a的电流,但最终稳定时,电容器停止充电,电流为0,则电流计的示数逐渐减小,故A错误,B正确。
二、双项选择题:本题共4小题,每小题6分,共24分。每小题有两项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
5.M、N是某电场中一条电场线上的两点,从M点由静止释放一电子,电子仅在静电力作用下沿电场线由M点运动到N点,其电势能随位移变化的关系如图所示,则下列说法正确的是(　　)
A.M、N两点的电场强度关系为EMB.M、N两点的电场强度关系为EM>EN
C.M、N两点的电势关系为φM<φN
D.M、N两点的电势关系为φM>φN
【答案】 BC
【解析】 电子在电场中的Epx图像斜率大小表示电子所受电场力的大小,由M到N斜率的绝对值越来越小,故电子所受电场力越来越小,由F=qE已知,EM>EN,故A错误,B正确;负电荷在低电势处电势能大,故M点的电势低于N点的电势,即φM<φN,故C正确,D错误。
6.如图所示,在空间直角坐标系中,两条彼此绝缘的长直导线分别与Ox、Oy轴重合,电流均沿坐标轴正方向,已知真空中距无限长通电直导线的距离为r处的磁感应强度B=k(k为常数)。一闭合圆形金属线圈的圆心O′在xOy平面内沿直线 y=x运动,线圈的半径为R,y>R。下列说法正确的是(　　)
A.线圈的匝数越多,穿过线圈的磁通量越大
B.若I1=2I2,则圆心O′处的磁感应强度沿z轴正方向
C.若I1=I2,则金属线圈中有感应电流产生
D.若2I1=I2,则金属线圈中有感应电流产生
【答案】 BD
【解析】 穿过线圈的磁通量与线圈的匝数无关,故A错误;由安培定则可知长直导线I1在圆心O′处的磁感应强度沿z轴正方向,长直导线I2在圆心O′处的磁感应强度沿z轴负方向,根据B=k和I1=2I2可得圆心O′处的磁感应强度沿z轴正方向,故B正确;若I1=I2,穿过线圈的磁通量始终为0,磁通量不变,所以金属线圈中无感应电流产生,故C错误;若2I1=I2,穿过线圈的磁通量沿z轴负方向,金属线圈的圆心O′在xOy平面内沿直线 y=x运动的过程中,穿过线圈的磁通量发生变化,则金属线圈中有感应电流产生,故D正确。
7.三个电阻R1=2 Ω,R2=3 Ω,R3=5 Ω,将它们并联后加一恒定电压U,电路如图所示。流过每个电阻的电流分别是I1、I2、I3,每个电阻两端电压分别是U1、U2、U3,则下列说法正确的是(　　)
A.I1∶I2∶I3=5∶3∶2
B.U1∶U2∶U3=5∶3∶2
C.若再并联一个100 Ω的电阻,则并联的总阻值减小
D.若减小R1的阻值,则电路中并联的总阻值减小
【答案】 CD
【解析】 并联电路电压相等,故B错误;电流与电阻的关系I1∶I2∶I3=∶∶=∶∶,故A错误;再并联一个100 Ω的电阻,则并联的总阻值减小,故C正确;并联电路任意电阻减小,总电阻减小,故D正确。
8.如图所示的电路中,电源的电动势为 3.2 V,电阻R的阻值为30 Ω,小灯泡L的额定电压为3.0 V、额定功率为4.5 W,电压表内阻对电路无影响。当开关S接位置1时,电压表的示数为3.0 V,假如小灯泡电阻不变,下列说法正确的是(　　)
A.电源的内阻为2 Ω
B.小灯泡的电阻为4 Ω
C.当开关S接位置2时,小灯泡很亮
D.当开关S接位置2时,小灯泡两端的电压为 1.6 V
【答案】 AD
【解析】 开关S接位置1时,电压表的示数为U1=3.0 V,则有U1=E-I1r,而I1=,代入数值解得r=2 Ω,故A正确;根据关系式P=,可知小灯泡的电阻RL= Ω=2 Ω,故B错误;当开关S接位置2时,电路中的电流I2==0.8 A,小灯泡消耗的功率P=RL=1.28 W,约是正常工作时的,即小灯泡很暗,此时小灯泡两端的电压为U2=I2RL=1.6 V,故C错误,D正确。
三、非选择题:共60分。
9.(3分)如图所示,绝缘光滑圆环竖直放置,a、b、c为三个套在圆环上可自由滑动的空心带电小球。已知小球c位于圆环最高点,a、c连线与竖直方向成60°角,b、c连线与竖直方向成30°角,三个小球均处于静止状态。则a、b小球带　　　电荷,b、c小球带　　　电荷,
a、b小球的电荷量之比为　　　。
【答案】 同种　异种　∶9
【解析】 对c小球受力分析可得,a、b小球必须带同种电荷,c小球才能平衡,对b小球受力分析可得,b、c小球必须带异种电荷,b小球才能平衡;对c小球受力分析,将a、c小球之间的库仑力与b、c小球之间的库仑力正交分解,在水平方向有 ksin 60°=ksin 30°,又rac∶rbc=1∶,解得qa∶qb=∶9。
10.(3分) 如图所示,水平放置的平行板电容器上极板带正电,所带电荷量为Q,板间距离为d,上极板与静电计相连,静电计金属外壳和电容器下极板都接地,在两极板正中间P点有一个静止的带电油滴,则油滴带　　　　(选填“正电荷”或“负电荷”);现将电容器的上极板竖直向下移动一小段距离,则P点的电势　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”),静电计指针张角　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 负电荷　不变　变小
【解析】 油滴受力平衡,油滴所受的电场力方向向上,而极板间电场方向竖直向下,油滴所受电场力与电场方向相反,故油滴带负电荷;电容器下极板接地,其电势始终为零,P点与下极板间的距离dP0不变,P点与下极板间的电势差为UP0=φP=EdP0,可知P点的电势不变,根据C=,C=,联立得U=,电容器带电荷量Q不变,将电容器的上极板竖直向下移动一小段距离,使d变小,则电容器两极板间的电势差变小,静电计指针张角变小。
11.(3分)如图所示的线框,面积为S,处于磁感应强度为B的匀强磁场中,B的方向与线框平面成θ角,当线框沿顺时针方向转过90°到如图所示的虚线位置时,初位置穿过线框的磁通量大小Φ1为　　　 　;末位置穿过线框的磁通量大小Φ2为　　 　　;磁通量的变化量ΔΦ为　　　　。
【答案】 BSsin θ　BScos θ　BS(cos θ+sin θ)
【解析】 初态时磁通量大小是Φ1=BSsin θ;顺时针转过90°时,末态时磁通量大小是Φ2=BScos θ;设从线框上表面穿过时磁通量为正,则初始时磁通量为负,末态时磁通量为正,磁通量的变化量是ΔΦ=BScos θ-(-BSsin θ)=BS(cos θ+sin θ)。
12.(6分)某同学测量一段金属丝的电阻率。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,结果如图甲所示,其读数为　　　　 mm。
(2)根据图乙所示电路图连接好电路,测量金属丝Rx的电阻。某次测量时,电压表的量程为0～3 V,电流表的量程为0～0.6 A,测量结果如图丙所示,此时电压值为　　 　 V,电流值为　　　 A。
(3)有另一同学想用伏安法测量电阻R, 现有的器材及其代号和规格如下:
待测圆柱体电阻R(电阻约220 Ω);
电流表A1(量程0～5 mA,内阻约50 Ω);
电流表A2(量程0～15 mA,内阻约30 Ω);
电压表V1(量程0～3 V,内阻约10 kΩ);
电压表V2(量程0～15 V,内阻约25 kΩ);
直流电源E(电动势4 V,内阻不计);
滑动变阻器R1(阻值范围0～15 Ω,允许通过的最大电流 2.0 A);
开关S;
导线若干。
①为使实验误差较小,要求测得多组数据进行分析,电流表选用　　 　　,电压表选用　　　　。
②请在虚线框中画出测量的电路图,并标明所用器材的代号,并用实线代替导线在图丁中连接实物图。
【答案】 (1)0.795　(2)0.80　0.27 (3)①A2　V1　②图见解析
【解析】 (1)金属丝的直径为d=0.5 mm+29.5×0.01 mm=0.795 mm。
(2)电压值为U=0.80 V,电流值为I=0.27 A。
(3)①待测电阻两端的电压能够达到的最大值为4 V,电压表V2的量程为0～15 V,测量时其指针偏转幅度小于量程的三分之一,读数误差较大,故电压表应选择V1。通过待测电阻的最大电流为Im== A≈13.6 mA,故电流表应选择A2。
②滑动变阻器的阻值比待测电阻的阻值小得多,为方便调节,获取更多组数据,滑动变阻器应采用分压式接法。待测电阻的阻值满足>R,为了减小系统误差,电流表应采用外接法。测量的电路图如图a所示。实物连接图如图b所示。
13.(6分)精确测量干电池电动势和内阻需要考虑电表内阻的影响。可用器材有:电压表(量程1.5 V,内阻约为1.5 kΩ)、电流表(量程0～0.6 A)、滑动变阻器、开关、干电池和导线若干。某小组开展了以下实验。
(1)考虑电流表内阻影响
①用图甲所示电路测量电流表的内阻。从图乙电压表和电流表读数可得电流表内阻
RA=　　　 Ω(保留2位有效数字)。
②用图丙所示电路测量干电池电动势和内阻。电压表读数、电流表读数、干电池内阻和电流表内阻分别用U、I、r和RA表示,则干电池电动势E=U+　　　　　　(用I、r和RA表示)。
③调节滑动变阻器测得多组电表读数,作出图丁所示的UI图像。则待测干电池电动势E=　　　　 V(保留3位有效数字),内阻r=　　　　 Ω(保留1位小数)。
(2)考虑电压表内阻影响
该小组也尝试用图戊所示电路测量电压表内阻,但发现实验无法完成。原因是　　　　。
A.电路设计会损坏仪器
B.滑动变阻器接法错误
C.电压太大无法读数
D.电流太小无法读数
【答案】 (1)①1.0　②I(r+RA)　③1.40　1.0
(2)D
【解析】 (1)①由题图乙可知,电压表读数为U=0.60 V,电流表读数为I=0.58 A,根据欧姆定律可得电流表内阻为RA== Ω=1.0 Ω。
②由闭合电路欧姆定律可知,干电池电动势的表达式为E=U+I(r+RA)。
③根据E=U+I(r+RA)可得U=-(r+RA)I+E,根据题图丁可知,纵截距b=E=1.40 V,图线斜率的绝对值|k|=r+RA= Ω=2.0 Ω,所以待测干电池电动势为E=1.40 V,干电池内阻为r=1.0 Ω。
(2)由于将电压表串联接在电路中,电压表内阻很大,电路中电流太小无法读数。故选D。
14.(11分)如图所示,在水平方向的匀强电场中,用长为L的绝缘细线拴住一质量为m、
电荷量为q的小球,细线的上端固定。开始时将细线和小球拉至水平位置,突然松开后,
小球由静止开始向下摆动,当细线转过60°角时的速度恰好为零。求:
(1)A、B两点的电势差UAB;
(2)电场强度的大小。
【答案】 (1)-　(2)
【解析】 (1)小球由静止释放,若没有电场,小球运动到最低点后再摆动到左边与释放点等高的地方,而有电场时,细线转过60°角时小球速度恰好为零,由此可知,静电力一定做负功,根据动能定理得mgLsin 60°+qUAB=0,
解得UAB=-。
(2)A、B两点沿电场方向的距离为L(1-cos 60°),
则电场强度E=,由此可得E=。
15.(12分)如图甲是某XCT机的实物图。其产生X射线主要部分的示意图如图乙所示,图中P、Q之间的加速电压为U0,M、N两板之间的偏转电压为U,电子从电子枪逸出后沿图中虚线OO′射入,经加速电场、偏转电场区域后,打到水平靶台的中心点C,产生X射线(图中虚线箭头所示)。已知电子质量为m,电荷量为e,偏转极板M、N长为L,间距也为L,虚线OO′距离靶台竖直高度为h=2L,靶台水平位置可以调节,不考虑电子的重力、电子间相互作用力及电子从电子枪逸出时的初速度大小,不计空气阻力。
(1)求电子进入偏转电场区域时速度的大小;
(2)若M、N两板之间电压大小U=2U0,为使电子击中靶台中心点C,求靶台中心点C离N板右侧的水平距离s及电子刚出偏转电场区域时的速度。
【答案】 (1)　(2)L　2,方向与初速度方向成45°斜向右下
【解析】 (1)根据动能定理有eU0=m,
解得v0=。
(2)根据类平抛运动规律有y=at2,L=v0t,
若M、N两板之间电压大小U=2U0,根据牛顿第二定律有e=ma,
解得y=L,
根据几何关系可知=,
解得s=L。
根据类平抛运动规律有L=v0t,vy=at,
则电子刚出偏转电场区域时的速度大小为v=,
则电子刚出偏转电场区域时的速度方向与初速度方向的夹角的正切值为tan θ=,
联立解得速度大小为v=2,正切值 tan θ=1,方向与初速度方向成45°斜向右下。
16.(16分) 如图所示,电源电动势E=12 V,内阻为r=1 Ω,R1=1 Ω,R2=6 Ω,开关闭合后,电动机恰好正常工作。已知电动机的额定电压U0为6 V, 电动机的线圈的电阻R0为0.5 Ω, 求:
(1)R1中的电流;
(2)电源的输出功率和效率;
(3)电动机的输入功率及电动机正常工作时产生的机械功率。
【答案】 (1)3 A　(2)27 W　75%　(3)12 W　10 W
【解析】 (1)根据闭合电路的欧姆定律有E=I(R1+r)+U0,
代入数据解得I=3 A。
(2)电源的总功率为P总=EI=36 W,
电源的输出功率为P出=EI-I2r=27 W,
则电源的效率为η=×100%=75%。
(3)流过R2的电流为I2==1 A,
则流过电动机的电流为I0=I-I2=2 A,
电动机的输入功率为P入=U0I0=12 W,
电动机线圈的热功率为P热=R0=2 W,
电动机产生的机械功率为P机=P入-P热=10 W。

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