Question

一道高中物理题？

c和d选项怎么判断？

Answer 1

CD选项要结合图像和电路一起解决。

首先看到电路图中二极管与R1是并联的关系，由于二极管具有单向导电性，我们需要根据电流的方向的来分别进行讨论。看到右侧图像中前半个周期电压为正值，即A点电压高，A点为正极，即电流由A点流出经右侧回路回到B点。而后半个周期图像中电压为负值，即电流可以看成由B点流出经右侧回路再回到A点。

①那么当正向电流流过时，二极管可以看成导线，这个时候R1被短路了。电路图如图

相当于有效电压为20V的电源电压完全加在R2两端。R1分压为0,R2分压就是电源电压，即我们可以看成0-1/2T内U1=0,U2=20V

②当电流反向时电流流过电阻不流过二极管，流过R1和R2两个电阻，并且两者串联。电路图如图

这时电源20V的电压加在两个电阻两端。两个电阻阻值相同，分压相同，分别为10V.即这时可以看成1/2T到T内，U1＝10V.U2＝10V.

这样结合前半个周期内的电压数值，利用电流的热效应等效电压的求法，可以知道

计算过程如下

得出D对，C错。

Answer 2

分析：（1）粒子进入磁场后，由洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动，由牛顿第二定律求出轨迹半径表达式．当粒子打在收集板D的A点时，轨迹半径最小，粒子速度最小，在M、N间所加电压最小；当粒子打在收集板D的C点时，轨迹半径最大，粒子速度最大，在M、N间所加电压最大；由几何知识求出半径，再求解电压的范围．（2）粒子从s1开始运动到打在D的中点上经历的时间分三段：加速电场中，由运动学平均速度法求出时间；磁场中根据时间与周期的关系求解时间；射出磁场后粒子做匀速直线运动，由速度公式求解时间，再求解总时间．解:(1)粒子进入磁场后在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,设此时其速度大小为v,轨道半径为r,根据牛顿第二定律得：qvB=mv2r 粒子在M、N之间运动,根据动能定理得：qU=12mv2， 联立解得：U=qB2r22m 当粒子打在收集板D的A点时,经历的时间最长,由几何关系可知粒子在磁场中运动的半径r1=3√3R,此时M、N间的电压最小,为U1=qB2R26m 当粒子打在收集板D的C点时,经历的时间最短,由几何关系可知粒子在磁场中运动的半径r2=3√R,此时M、N间的电压最大,为U2=3qB2R22m 要使粒子能够打在收集板D上,在M、N间所加电压的范围为qB2R26m?U?3qB2R22m. (2)根据题意分析可知,当粒子打在收集板D的中点上时,根据几何关系可以求得粒子在磁场中运动的半径r0=R,粒子进入磁场时的速度v0=qBr0m 粒子在电场中运动的时间：t1=Rv02 粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期T=2πr0v0=2πmqB 粒子在磁场中经历的时间t2=14T 粒子出磁场后做匀速直线运动经历的时间t3=Rv0 所以粒子从s1运动到A点经历的时间为t=t1+t2+t3=(6+π)m2qB 答： (1)要使粒子能够打在收集板D上,在M、N间所加电压的范围为qB2R26m?U?3qB2R22m； (2)若粒子恰好打在收集板D的中点上,粒子从s1开始运动到打在D的中点上经历的时间是(6+π)m2qB.

Answer 3

选C
A 因为横坐标单位是×10^-2s
B 周期T＝2π/(2×10^-2)＝100π
D电压有效值：让恒定电压和交变电压分别加在阻值相等的电阻上，使它们在相同时间内产生的热量相等，就可以把该恒定电压的数值规定为这个交变电压的有效值。正弦电路

U=Um(峰值)/√2

Answer 4

c选项：有效值为5√2 V
d选项：有效值为20√(5/8)＝5√10V，d正确

追问

具体怎么算呢？

麻烦写一下

追答

只要你理解了有效值的含义和求有效值的方法，这道题便会做了。
设现有一电路仅由ab间电压和阻值为R的电阻构成，记该电路整个周期耗能为“1”，且易知该电路电压有效值为20V。
c选项：R1在前半个周期被二极管短路，后半个周期被R2分压。则R1在一个周期内耗能“1/8”，故R1间电压有效值为20*√(1/8)＝5√2V。
d选项：R2在前半周期内电压即为ab间电压，后半周期电压降了一半，易知其耗能为“5/8”，故其电压有效值为20*√(5/8)＝5√10V。