如图所示为某种质谱仪的结构示意图。其中加速电场的电压为U,静电分析器中与圆心O1等距各点的电场强度大小相同,方向沿径向指向圆心O1。磁分析器中以O2为圆心、圆心角为90°的扇形区域内,分布着方向垂直于纸面的匀强磁场,其左边界与静电分析器的右边界平行。由离子源发出一个质量为m、电荷量为q的正离子(初速度为零,重力不计),经加速电场加速后,从M点沿垂直于该点的场强方向进入静电分析器,在静电分析器中,离子沿半径为R的四分之一圆弧轨道做匀速圆周运动,并从N点射出静电分析器。而后离子由P点沿着既垂直于磁分析器的左边界,又垂直于磁场方向射入磁分析器中,最后离子沿垂直于磁分析器下边界的方向从Q点射出,并进入收集器。测量出Q点与圆心O2的距离为d。
(1)求静电分析器中离子运动轨迹处电场强度E的大小;
(2)求磁分析器中磁场的磁感应强度B的大小和方向;
(3)通过分析和必要的数学推导,请你说明如果离子的质量为0.9m,电荷量仍为q,其他条件不变,这个离子射出电场和射出磁场的位置是否变化。
如图所示,摩托车运动员做特技表演时,以v0=9.0m/s的初速度冲向高台,然后从高台水平飞出。若摩托车冲向高台的过程中牵引力的平均功率P=4.0kW,冲到高台顶端所用时间t=3.0s,人和车的总质量m=1.5×102kg,高台顶端距地面的高度h=7.2m,摩托车落地点到高台顶端的水平距离x=10.8m。不计空气阻力,取g=10m/s2。求:
(1)摩托车从高台顶端飞出到落地所用时间;
(2)摩托车落地时速度的大小;
(3)摩托车冲上高台的过程中克服摩擦阻力所做的功。
(1)某同学用游标为20分度的卡尺测量一薄金属圆板的直径D,用螺旋测微器测量其厚度d,示数如图所示。由图可读出D=________mm,d=________mm。
(2)某同学使用如下器材做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验:
待测小灯泡(额定电压12V,工作时电阻为100Ω左右);
电源E(电动势为14V);
电压表V(量程为15V,内阻约为15kΩ);
电流表A(量程为100mA,内阻约为10Ω);
滑动变阻器(最大阻值为10Ω);
单刀单掷开关;导线若干。
①在实验中,既要满足实验要求,又要减小误差,应选用的实验电路图________。
A B C D
②请根据所选的实验电路图在实物图上连线。
③该同学描绘的小灯泡的伏安特性曲线如图所示,由图可求得小灯泡的额定功率为P=________W。(结果保留3位有效数字)
④由小灯泡的伏安特性曲线可知:在较低电压区域(0~2V)内,小灯泡的电阻几乎不变;在较高电压区域(7~10V)内,小灯泡的电阻随电压的增大而________(填“增大”、“不变”或“减小”)。它们变化规律不同的原因是________。
如图甲所示,MN左侧有一垂直纸面向里的匀强磁场。现将一边长为l、质量为m、电阻为R的正方形金属线框置于该磁场中,使线框平面与磁场垂直,且bc边与磁场边界MN重合。当t=0时,对线框施加一水平拉力F,使线框由静止开始向右做匀加速直线运动;当t=t0时,线框的ad边与磁场边界MN重合。图乙为拉力F随时间变化的图线。由以上条件可知,磁场的磁感应强度B的大小为
A. B. C. D.
如图所示,在真空中有两个固定的等量异种点电荷+Q和-Q。直线MN是两点电荷连线的中垂线,O是两点电荷连线与直线MN的交点。a、b是两点电荷连线上关于O的对称点,c、d是直线MN上的两个点。下列说法中正确的是
A.a点的场强大于b点的场强;将一检验电荷沿MN由c移动到d,所受电场力先增大后减小
B.a点的场强小于b点的场强;将一检验电荷沿MN由c移动到d,所受电场力先减小后增大
C.a点的场强等于b点的场强;将一检验电荷沿MN由c移动到d,所受电场力先增大后减小
D.a点的场强等于b点的场强;将一检验电荷沿MN由c移动到d,所受电场力先减小后增大
如图所示,质量为m的小物块静止在倾角为θ的固定斜面上。某时刻开始对小物块施加一个平行斜面向上的拉力F,F由零开始逐渐增大,当F增大到F0时,小物块开始沿斜面向上运动。则F0的大小
A.一定小于
B.一定等于
C.一定大于
D.可能等于,也可能大于