全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽第8-第17屆預(yù)賽題選

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——電學(xué)部分(1)

一、電場(chǎng)

1、在靜電復(fù)印機(jī)里，常用如圖的電路來(lái)調(diào)理A、C兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，從而用來(lái)控制復(fù)印件的顏色深淺。在操作時(shí)，首先對(duì)由金屬平板A、B組成的平行板電容器充電。該電容器的B板接地，A、B板間填充有介電常數(shù)為ε1的電介質(zhì)，充電后兩板間的電勢(shì)差為U。而后，斷開該充電電源，將連接金屬平板C和可調(diào)電源?的開關(guān)K閉合。這樣，A、C兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度將隨可調(diào)電源?的電動(dòng)勢(shì)變化而得以調(diào)理。已知C板與A板很近，相互平行板很近，相互平行，且各板面積相等。A、B板間距離d1，A、C板間距離為d2，S、C板間空氣的介電常數(shù)取為1。試求：當(dāng)電源?的電動(dòng)勢(shì)為U0時(shí)，A、C兩板間某點(diǎn)P處的電場(chǎng)強(qiáng)度。（第十三屆預(yù)賽）

2、有一半徑為R的不導(dǎo)電的半球薄殼,均勻帶電,倒扣在χΟy平面上,如下圖。圖中Ο為球心,ABCD為球殼邊緣,AOC為直徑.有一電量為q的點(diǎn)電荷位于OC上的E點(diǎn),OE=r.已知將此點(diǎn)電荷由E點(diǎn)緩慢移至球殼頂點(diǎn)T時(shí),外力需要作功W,W>0,不計(jì)重力影響。（1）、試求將次點(diǎn)電荷由E點(diǎn)緩慢移至A點(diǎn)外力需做功的正負(fù)大小,并說(shuō)明理由.（2）、P為球心正下方的一點(diǎn),OP=R.試求將次點(diǎn)電荷由E點(diǎn)緩慢移至P點(diǎn)外力需做功的正負(fù)及大小，并說(shuō)明理由（第十四屆預(yù)賽）

3、（20分）一個(gè)由絕緣細(xì)線構(gòu)成的剛性圓形軌道，其半徑為R。此軌道水平放置，圓心在O點(diǎn)。一個(gè)金屬小珠P穿在此軌道上，可沿軌道無(wú)摩擦地滑動(dòng)，小珠P帶電荷Q。已知在軌道平面內(nèi)A點(diǎn)（OA=r0的空間各點(diǎn)，存在沿x軸正方向的電場(chǎng)，其中在x?d的區(qū)域中，電場(chǎng)是非均勻電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)E的大小隨x增大，即E=bx，b>0，為已知常量；在x?d的區(qū)域中，電場(chǎng)是勻強(qiáng)的，場(chǎng)強(qiáng)為E=bd。在x0的空間分布對(duì)稱，只是場(chǎng)強(qiáng)的方向都沿x軸負(fù)方向。

一電子，其電荷為—e，質(zhì)量為m，在x=5d/2處以沿y軸正方向的初速度v0開始運(yùn)動(dòng)，如下圖，求：（1），電子的x方向分運(yùn)動(dòng)的周期；（2）電子運(yùn)動(dòng)的軌跡與y軸的各個(gè)交點(diǎn)中，任意兩個(gè)相鄰交點(diǎn)間的距離。（第十五屆預(yù)賽）

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——電學(xué)部分(2)

二、穩(wěn)恒電流、物質(zhì)的導(dǎo)電性、交流電

10、晶體三極管的基極B、反射極E和集電極C的電勢(shì)分別用UB、UE和UC表示。理想的硅NPN開關(guān)三極管的性能如下：

當(dāng)UB較UE高0.6V或更高，即UB-