(18分)如图所示,在以O为圆心,半径为R=10cm的圆形区域内,有一个水平方向的匀强磁场,磁感应强度大小为B2=0.1T,方向垂直纸面向外。M、N为竖直平行放置的相距很近的两金属板, S1、S2为M、N板上的两个小孔,且S1、S2跟O点在垂直极板的同一水平直线上。金属板M、N与一圆形金属线圈相连,线圈的匝数n=1000匝,面积S=0.2m2,线圈内存在着垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小随时间变化的规律为B1=B0+kt(T),其中B0、k为常数。另有一水平放置的足够长的荧光屏D,O点跟荧光屏D之间的距离为H=2R。比荷为2×105 C/kg的正离子流由S1进入金属板M、N之间后,通过S2向磁场中心射去,通过磁场后落到荧光屏D上。离子的初速度、重力、空气阻力及离子之间的作用力均可忽略不计。问:
(1)k值为多少可使正离子垂直打在荧光屏上?
(2)若k=0.45T/s,求正离子到达荧光屏的位置。
(14分)如图所示,半径R=0.8 m的四分之一光滑圆弧轨道竖直固定,轨道末端水平,其右方有横截面半径r=0.2 m的转筒,转筒顶端与轨道最低点B等高,下部有一小孔, 距 顶端h=0.8m,转筒的轴线与圆弧轨道在同一竖直平面内,开始时小孔也在这一平面内的图示位置。现使一质量m=0.1kg的小物块自最高点A由静止开始沿圆弧轨道滑下,到达轨道最低点B时转筒立刻以某一角速度匀速转动起来,且小物块最终正好进入小孔。不计空气阻力,g取l0m/s2,求:
(1)小物块到达B点时对轨道的压力大小;
(2)转筒轴线距B点的距离L;
(3)转筒转动的角速度ω
(10分)
在电流表扩大量程的实验中,要将量程为200 μA的电流表G改装成量程为0.2 A的电流表,需先用如图1所示的电路即“半偏法”测出此电流表的内电阻Rg。
(1)在测量Rg的实验中,滑动变阻器有如下的规格供选择:
A.滑动变阻器(阻值范围0~10)
B.滑动变阻器(阻值范围0~1500)为了便于实验的调节操作,减小误差,滑动变阻器R滑应选用 。(填入选用器材的字母代号)
(2)当电阻箱的阻值为R1时,调节滑动变阻器滑动头P的位置,使 电流表G满偏;保持滑动头P的位置不动,调整电阻箱接入电路的阻值,当电阻箱的阻值为R2时,电流表G恰好半偏。则电流表G的内电阻Rg= 。
(3)若测得Rg=500,为完成上述改装,需要用一个约为 的电阻与电流表并联。
(4)用改装成的电流表,按图2所示的电路测量未知电阻Rx。若量未知电阻Rx时,电压表的示数为1.2 V,而改装后的电流表的表头(刻度盘仍为原电流表的刻度)示数如图3所示,那么Rx的测量值为__________
(5)如果测量与操作均正确,那么Rx的测量值将 (选填“大于”或“小于”)Rx的真实值。
(5分)
在一次课外活动中,某同学用图甲所示装置测量放在水平光滑桌面上铁块A与金属板B间的动摩擦因数。已知铁块A的质量mA=1 kg,金属板B的质量mB=0.5 kg。用水平力F向左拉金属板B,使其一直向左运动,稳定后弹簧秤示数的放大情况如图甲所示,则A、B间的摩擦力Ff=______N,A、B间的动摩擦因数μ= 。(g取10 m/s2)。该同学还将纸带连接在金属板B的后面,通过打点计时器连续打下一系列的点,测量结果如图乙所示,图中各计数点间的时间间隔为0.1 s,可求得拉金属板的水平力F=
N
如图所示,AC是圆的一条直径,BD是竖直方向的另外一条直径,该圆处于匀强电场中,场强大小为E,方向与圆周平面平行,将一个带负电的粒子q从圆心O点以相同的速率射出,射出方向不同时,粒子可以经过圆周上的所有点,在这些所有的点中,经过C点时粒子的速率总是最小。如果考虑到重力作用的影响,那么可以断定 ( )
A.在数值上电场力一定小于重力
B.在数值上电场力可能等于重力
C.电场强度方向由O点指向圆周上BC间的某一点
D.电场强度方向由O点指向圆周上CD间的某一点
光滑水平桌面有一个边长为L的正方形金属线框,在水平恒力F作用下运动,穿过方向垂直桌面向上的有界匀强磁场,如图所示。磁场区域的宽度为d(d>L)。已知ab边进入磁场时,线框的加速度恰好为零。关于线框进入磁场和离开磁场的过程,下列说法正确的是 ( )
A.产生的感应电流方向先为顺时针后为逆时针(俯视看)
B.通过线框截面的电量相等
C.进入磁场过程的时间少于穿出磁场过程的时间
D.进入磁场过程的发热量少于穿出磁场过程的发热量