如图所示,两根粗细均匀的金属杆AB和CD的长度均为L,电阻均为R,质量分别为3m和m,用两根等长的、质量和电阻均不计的、不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路,悬跨在绝缘的、水平光滑的圆棒两侧,AB和CD处于水平。在金属杆AB的下方有高度为H的水平匀强磁场,磁感强度的大小为B,方向与回路平面垂直,此时CD处于磁场中。现从静止开始释放金属杆AB,经过一段时间(AB、CD始终水平),在AB即将进入磁场的上边界时,其加速度为零,此时金属杆CD还处于磁场中,在此过程中金属杆AB上产生的焦耳热为Q. 重力加速度为g,试求:
(1)金属杆AB即将进入磁场上边界时的速度v1.
(2)在此过程中金属杆CD移动的距离h和通过导线截面的电量q.
(3)设金属杆AB在磁场中运动的速度为v2,通过计算说明v2大小的可能范围.
(4)依据第(3)问的结果,请定性画出金属杆AB在穿过整个磁场区域的过程中可能出现的速度-时间图像(v-t图).
如图所示,直角坐标系xOy位于竖直平面内,在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场,磁场的磁感应强度为B,方向垂直xOy平面向里,电场线平行于y轴。一质量为m、电荷量为q的带正电的小球,从y轴上的A点水平向右抛出,经x轴上的M点进入电场和磁场,恰能做匀速圆周运动,从x轴上的N点第一次离开电场和磁场,MN间的距离为L,小球过M点的速度方向与x轴正方向夹角为θ。不计空气阻力,重力加速度为g,求:⑴电场强度E的大小和方向;⑵小球从A点抛出时初速度v0的大小;⑶A点到x轴的高度h。
如图甲所示,在高h =0.8m的平台上放置一质量为M =1kg的小木块(视为质点),小木块距平台右边缘d =2m。现给小木块一水平向右的初速度v0,其在平台上运动的v2-x关系如图乙所示。小木块最终从平台边缘滑出落在距平台右侧水平距离s =0.8m的地面上,g取10m/s2,求:
(1)小木块滑出时的速度v;
(2)小木块在水平面滑动的时间t;
(3)小木块在滑动过程中产生的热量Q。
甲同学采用如图甲所示的电路测定电源的电动势和内电阻。提供的器材:电压表(0~3V)、电流表(0~0.6A)及滑动变阻器R、电键S、导线。实验电路如图甲所示。
(1)连好电路后,当该同学闭合电键S,发现电流表示数为0,电压表示数不为0。检查各接线柱均未接错,接触良好,且电路未发生短路;他用多用电表的电压档检查电路,把两表笔分别接bc和、de时,示数均为0,把两表笔接cd 时,示数与电压表示数相同,由此可推断故障是:_________________。
(2)排除故障后,该同学顺利完成实验数据的测量,如下表所示。并根据数据在空白的坐标纸上,作出图所示的U—I图线,该图存在多处不妥之处,请指出。(指出两处不妥之处) 。
I/A | 0.10 | 0.20 | 0.30 | 0.40 | 0.50 | 0.60 |
U/V | 2.93 | 2.87 | 2.85 | 2.77 | 2.75 | 2.70 |
(3)为了在实验中保护电流表和调节电阻时电压表、电流表的示数变化均明显,乙同学对甲同学的实验进行改进,设计了如图丙所示的电路,丙电路中电阻R0应该选取下列备选电阻的哪一个? 。
A.1Ω B.5Ω C.10Ω D.20Ω
如图甲所示,一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验。有一直径为d、质量为m的金属小球由A处由静止释放,下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门,测得A、B间的距离为H(H>>d),光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t,当地的重力加速度为g。则:
⑴如图乙所示,用游标卡尺测得小球的直径d = mm。
⑵小球经过光电门B时的速度表达式为 。
⑶多次改变高度H,重复上述实验,作出随H的变化图象如图丙所示,当图中已知量t0、H0和重力加速度g及小球的直径d满足以下表达式: 时,可判断小球下落过程中机械能守恒。
⑷实验中发现动能增加量△EK总是稍小于重力势能减少量△EP,增加下落高度后,则将 (选填“增加”、“减小”或“不变”)。
如图所示,在外力作用下某质点运动的v-t图象为正弦曲线.从图中可以判断
A.在时间内,外力做正功
B.在时间内,外力的功率逐渐增大
C.在时刻,外力的功率最大
D.在时间内,外力做的总功为零