全国中学生物理竞赛第8—第17届预赛题选电学部(3)

全国中学生物理竞赛第8—第17届预赛题选电学部分

8、某些非电磁量的测量是可以通过一些相应的装置转化为电磁量来测量的。以平板电容器的两个极板竖直放置在光滑的水平平台上，极板的面积为S,极板间的距离为d。极板1固定不动，与周围绝缘；极板2接地，且可在水平平台上滑动并始终与极板1保持平行。极板2的两侧边与劲度系数为k、自然长度为L的两个完全相同的弹簧相连，两弹簧的另一端固定。图预17-4-1是这个装置的俯视图。先将电容器充电到至电压U后即与电源断开，再在极板2的右侧的整个表面上施以均匀的向左的待测压强P，使两极板之间的距离发生微小的变化，如图预17-4-2所示。测得此时电容器的电压改变量为△U。设作用在电容器极板2

上的静电作用力不致引起弹簧的可测量的形变，试求待测压强P。（第十七届预赛）

9、如图，在x>0的空间各点，存在沿x轴正方向的电场，其中在 x d的区域中，电场是非均匀电场，场强E的大小随x增大，即E=bx，b>0，为已知常量；在x d的区域中，电场是匀强的，场强为E=bd。在x<0的空间各点，电场的分布与x>0的空间分布对称，只是场强的方向都沿x轴负方向。

一电子，其电荷为—e，质量为m，在x=5d/2处以沿y轴正方向的初速度v0开始运动，如图所示，求：（1），电子的x方向分运动的周期；（2

）电子运动的轨迹与y轴的各个交点中，任意两个相邻交点间的距离。（第十五届预赛）

二、稳恒电流、物质的导电性、交流电

10、晶体三极管的基极B、反射极E和集电极C的电势分别用UB、UE和UC表示。理想的硅NPN开关三极管的性能如下：

当UB较UE高0.6V或更高，即UB-UE≥0.6V时，三极管完全导通，即发射极E与集电极C之间相当于用导线直接接通。

当UB-UE<0.6V时，三极管关断。即发射极E与集电极C之间完全不通。开关三极管只有完全导通与关断两个状态。下图所示是一个有实际用途的电路，Ⅰ和Ⅱ都是理想的硅NPN开关三极管。要求

（1）、在右下图中画出输出电压U2随输入电压U1变化的图线。

（2）、举出此电路一个可能的应用。（第十届预赛）