(18分) 如图所示,坐标系xOy在竖直平面内,空间有沿水平方向垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,在x > 0的空间里有沿x轴正方向的匀强电场,场强的大小为E,一个带正电的小球经过图中的x轴上的A点,沿着与水平方向成= 30°角的斜向下直线做匀速运动,经过y轴上的B点进入x < 0的区域,要使小球进入x < 0区域后能在竖直面内做匀速圆周运动,需在x < 0区域另加一匀强电场,若带电小球做圆周运动通过x轴上的C点(C点未标出),且,设重力加速度为g,求:
(1)小球运动速率的大小;
(2)在x < 0的区域所加电场的场强大小和方向;
(3)小球从B点运动到C点所用时间.
(16分)如图所示,固定于水平桌面上足够长的两光滑平行导轨PQ、MN,导轨的电阻不计,间距为d = 0.5m,P、M两端接有一只理想电压表,整个装置处于竖直向下的磁感应强度B = 0.2T的匀强磁场中.电阻均为r = 0.1Ω、质量分别为m1 = 0.3kg和m2 = 0.5kg的两金属棒ab、cd平行的搁在导轨上,现固定棒ab,让cd在水平恒力F = 0.8N的作用下,由静止开始做加速运动,试求:
(1)cd棒两端哪端电势高;
(2)当电压表的读数为U = 0.2V时,cd棒受到的安培力多大;
(3)棒cd能达到的最大速度vm.
某同学利用如图甲所示的电路测定电源的电动势和内电阻,实验中电表内阻对实验结果的影响很小,均可以忽略不计.闭合电键S后,变阻器的滑动触头P由变阻器的一端滑到另一端的过程中,两电压表示数随电流变化情况分别如图乙中的直线a、b所示.
①将实物图中未连接的部分元件,按电路图连接成实验电路;
②根据U-I图象中坐标轴表示的数据,可求出电源电动势E=______,内电阻r=______.
“验证力的平行四边形定则”实验的步骤如下,请你将实验步骤补充完整.
①在水平放置的木板上,固定一张白纸;
②把橡皮筋的一端固定在O点,另一端拴两根带套的细线. 细线和橡皮筋的交点叫做结点;
③在纸面离O点比橡皮筋略长的距离上标出A点;
④用两个弹簧秤分别沿水平方向拉两个绳套,把结点拉至A点,如图所示,记下此时两力F1和F2的方向和大小;
⑤改用一个弹簧秤沿水平方向拉绳套,仍把结点拉至A点,
;
⑥拆下弹簧秤和橡皮筋;
⑦在A点按同一标度,作F1、F2、F三个力的图示;
⑧ ;
⑨比较F合和F的大小和方向并得出结论.
一轻弹簧原长为10 cm,把它上端固定,下端悬挂一重为0.5 N的钩码,静止时它的长度为12 cm,弹簧的劲度系数为 N/m;现有一个带有半径为14cm的光滑圆弧的物块静止放在水平面上,半径OA水平,OB竖直,如图所示;将上述轻弹簧的一端拴在A点,另一端拴着一个小球,发现小球静止在圆弧上的P点,且,则小球重为 N.
如图所示,三条平行等距的虚线表示电场中的三个等势面,电势值分别为10V、20V、30V,实线是一带负电的粒子(不计重力)在该区域内的运动轨迹,对于轨迹上的a、b、c三点来说
A.粒子必先过a,再到b,然后到c.
B.粒子在三点的合力Fa=Fb=Fc;
C.粒子在三点的动能大小为EKb>EKa>EKc;
D.粒子在三点的电势能大小为EPc<EPa<EPb.