第4讲 带电粒子在复合场中运动的实际应用
基础巩固
1.(2017北京东城一模,18)如图所示是磁流体发电机的示意图,两平行金属板P、Q之间有一个很强的磁场。一束等离子体(即高温下电离的气体,含有大量正、负带电粒子)沿垂直于磁场的方向喷入磁场。把P、Q与电阻R相连接。下列说法正确的是(
)
A.Q板的电势高于P板的电势
B.R中有由b向a方向的电流
C.若只改变磁场强弱,R中电流保持不变
D.若只增大粒子入射速度,R中电流增大
2.(2017北京朝阳二模,20)2016年诺贝尔物理学奖颁发给了三位美国科学家,以表彰他们将拓扑概念应用于物理研究所做的贡献。
我们知道,按导电性能不同传统材料大致可分为导体和绝缘体两类,而拓扑绝缘体性质独特,它是一种边界上导电、体内绝缘的新型量子材料。例如,在通常条件下石墨烯正常导电,但在温度极低、外加强磁场的情况下,其电导率(即电阻率的倒数)突然不能连续改变,而是成倍变化,此即量子霍尔效应(关于霍尔效应,可见下文注释)。在这种情况下,电流只会流经石墨烯边缘,其内部绝缘,导电过程不会发热,石墨烯变身为拓扑绝缘体。但由于产生量子霍尔效应需要极低温度和强磁场的条件,所以其低能耗的优点很难被推广应用。
2012年10月,由清华大学薛其坤院士领衔的中国团队,首次在实验中发现了量子反常霍尔效应,被称为中国“诺贝尔奖级的发现”。量子反常霍尔效应不需要外加强磁场,所需磁场由材料本身的自发磁化产生。这一发现使得拓扑绝缘材料在电子器件中的广泛应用成为可能。
注释:霍尔效应是指将载流导体放在匀强磁场中,当磁场方向与电流方向垂直时,导体将在与磁场、电流垂直的方向上形成电势差。
根据以上材料推断,下列说法错误．．的是( )
A.拓扑绝缘体导电时具有量子化的特征
B.霍尔效应与运动电荷在磁场中所受的洛伦兹力有关
C.在量子反常霍尔效应中运动电荷不再受磁场的作用 D.若将拓扑绝缘材料制成电脑芯片有望解决其工作时的发热问题
实验四 探究加速度与力、质量的关系
1．实验方法：控制变量法。
2．平衡摩擦力：不悬挂槽码，但小车连着纸带。
3．不重复：改变F或M时不需要重复平衡摩擦力。
4．实验条件：M≫m，即小车的质量M远大于槽码总质量m，槽码的总重力才可视为小车受到的拉力。
5．一先一后一按住：先接通电源，后释放小车，且在小车到达定滑轮前按住小车。
6．作图：作图时两轴标度比例要适当，各量须采用国际单位。
1．因实验原理不完善引起的误差：本实验用槽码的总重力mg代替小车所受的拉力，而实际上小车所受的拉力要小于槽码的总重力。
2．平衡摩擦力不准确、质量测量不准确、计数点间距测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差。
考点1 实验思路与实验操作
典例某实验小组利用如图1所示的实验装置探究加速度与力、质量的关系。
图1
(1)下列做法正确的是________(填字母代号)。
A. 调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行
B. 在调节木板倾斜度以平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上
C. 实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源
D. 通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度
(2)为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量________(选填“远大于”“远小于”或“近似等于”)木块和木块上砝码的总质量。
图2
(3)甲、乙两同学在同一实验室，各取一套如图1所示的装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到图2中甲、乙两条直线。设甲、乙所用的木块质量分别为m甲、m乙，甲、乙所用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ甲、μ乙，由图2可知，m甲________m乙，μ甲________μ乙。(均选填“>”“<”或“＝”)
【自主解答】
解析：(1)实验中细绳要保持与长木板平行，A项正确；平衡摩擦力时不能将装有砝码的砝码桶通过细绳绕过定滑轮拴在木块上，这样无法平衡摩擦力，B项错误；实验时应先接通电源再放开木块，C项错误；平衡摩擦力后，改变木块上的砝码质量后不需要再重新平衡摩擦力，D项正确。
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第十一章 选修3－3
第1节 分子动理论 内能
一、选择题
1.体积是10－4cm3的油滴滴于水中，若展开成一单分子油膜，则油膜面积的数量级是
( )
A．102cm2 B．104cm2
C．106cm2 D．108cm2
2.布朗运动的发现，在物理学上的主要贡献是 ( )
A．说明了悬浮微粒时刻做无规则运动
B．说明了液体分子做无规则运动
C．说明了悬浮颗粒做无规则运动的激烈程度与温度有关
D．说明了液体分子与悬浮颗粒之间有相互作用力
3.关于分子间相互作用力 ( )
A．分子间既有引力作用，同时又有斥力作用，分子力是指分子间的引力和斥力的合力
B．当分子间距离r＝r0时，分子力大小为零，此时分子间的引力和斥力均为零
C．当分子间距离r>r0时，r越大，分子力越小
D．当分子间距离r
4.质量一定的物体，在温度不变条件下体积膨胀时，物体内能的变化是( )
A．分子的平均势能增大，物体的内能必增大
B．分子的平均势能减小，物体的内能必减小
C．分子的平均势能不变，物体的内能不变
D．以上说法均不正确
5.已知阿伏加德罗常数为NA，设某种固体物质的摩尔质量为M，密度为ρ，此物质样品质量为m，体积为V，总分子数为n，则下列表达式中能表示一个分子质量的是( )
A．NA/M B．M/NAρ
C．m/n D．M/ρV
二、多项选择题
6.关于布朗运动，下列说法中正确的是 ( )
A．小颗粒的无规则运动就是布朗运动
B．布朗运动既不是固体分子的运动，也不是液体分子的运动，而是液体分子运动的反映
C．悬浮在液体中的颗粒越大，它的布朗运动就越显著
D．布朗运动永不停止，且随温度升高而越加激烈
7.关于热量、功和物体的内能，下述正确的是 ( )
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A．它们有相同的单位，实质也相同
B．物体的内能由物体的状态决定，而热量和功由物理过程决定
1 / 14 一课一练53：电学实验4：电表的改装与多用电表的使用
分析：本实验的难点在于电表的改装，重点在于多用电表的使用，包括读数、使用步骤等。
1．在“练习使用多用电表”实验中：
（1）如图所示，为一正在测量中的多用电表表盘．如果用欧姆挡“×100”测量，则读数为________
Ω；如果用“直流10 V”挡测量，则读数为________ V．
（2）甲同学利用多用电表测量电阻．他用欧姆挡“×100”测量时发现指针偏转角度过小，为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，操作顺序为________(填写选项前的字母)．
A．将选择开关旋转到欧姆挡“×1K”的位置
B．将选择开关旋转到欧姆挡“×10”的位置
C．将两表笔分别与被测电阻的两根引线相接完成测量
D．将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指向“0”
（3）在使用多用电表的欧姆挡测量电阻时，下列叙述正确的是______．
A．若双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏大
B．测量时发现指针偏离中央刻度过大，则必须减小倍率，重新调零后再进行测量
C．选择“×10”倍率测量时发现指针位于20与30正中间，则测量值小于25 Ω
D．欧姆表内的电池使用时间太长，虽然完成调零，但测量值将略偏大
2．在“练习使用多用电表”实验中：
（1）选用倍率为“×100”的电阻挡测电阻时，表针指示如图甲所示，则所测电阻的阻值为
Ω；用此多用电表进行测量，当选用量程为 50 mA 的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为 mA；当选用量程为 10 V 的电压挡测量电压时，表针也指于图示位置，则所测电压为 V．
（2）如图乙所示，闭合开关后发现小灯泡不亮，欲用多用电表检查该电路某处是否发生“断路”，在保持电路完整的情况下，应使用多用电表的 进行测量． （选填字母代号即可）
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甲
A A．电阻挡 B．电流挡 C．交流电压挡
