如图所示，在与水平方向成θ＝30°角的平面内放置两条平行、光滑且足够长的金属轨道，其电阻可忽略不计。空间存在着匀强磁场，磁感应强度B＝0.20T，方向垂直轨道平面向上，轨道底端连有电阻R＝10.0×10－2Ω。导体棒ab、cd垂直于轨道放置，且与金属轨道接触良好，每根导体棒的质量均为m＝2.0×10－2kg，导体棒ab电阻r＝5.0×10－2Ω，导体棒cd阻值与R相同。金属轨道宽度l＝0.50m。现先设法固定导体棒cd，对导体棒ab施加平行于轨道向上的恒定拉力，使之由静止开始沿轨道向上运动。导体棒ab沿轨道运动距离为S＝1.0m时速度恰达到最大，此时松开导体棒cd发现它恰能静止在轨道上。取g＝10m/s2， 求：
（1）导体棒ab的最大速度以及此时ab两点间的电势差；
（2）导体棒ab从开始到运动距离为S的过程中电阻R上产生的总热量。
如图甲所示，一个质量为m =2.0×10－11kg，电荷量q = +1.0×10－5C的带电微粒（重力忽略不计），从静止开始经U1=100V电压加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场，偏转电场的电压如图乙所示。金属板长L=20cm，两板间距d =
cm。求：
（1）微粒射出偏转电场时的最大偏转角θ；
（2）若紧靠偏转电场边缘有一边界垂直金属板的匀强磁场，该磁场的宽度为D=10cm，为使微粒无法由磁场右边界射出，该匀强磁场的磁感应强度B应满足什么条件？
（3）试求在上述B取最小值的情况下，微粒离开磁场的范围。
如图是为了检验某种防护罩承受冲击能力的装置，M为半径为
、固定于竖直平面内的1/4光滑圆弧轨道，轨道上端切线水平，N为待检验的固定曲面，该曲面在竖直面内的截面为半径
的1/4圆弧，圆弧下端切线水平且圆心恰好位于M轨道的上端点，M的下端相切处置放竖直向上的弹簧枪，可发射速度不同的质量m=0.01kg的小钢珠，假设某次发射的钢珠沿轨道恰好能经过M的上端点，水平飞出后落到N的某一点上，取g=10m/s2，求：
（1）发射该钢珠前，弹簧的弹性势能Ep多大？
（2）钢珠落到圆弧上N时的速度大小vN是多少？（结果保留两位有效数字）
物体从斜面顶端由静止开始沿斜面做匀加速直线运动，已知物体最初的一段位移L1所用时间与运动至斜面底端前最后一段位移L2所用时间相等，求此斜面的长度L．
⑴（6分）如图所示，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三条线分别表示多用电表指针的指示位置。将选择开关置于直流“50V”挡，Ⅱ的示数为______V；选择开关置于直流“100mA”挡，Ⅰ的示数为______mA；将多用电表选择开关置于“×10Ω”挡，Ⅲ的示数是____Ω。若接着要测阻值约为30Ω的电阻，应采取的测量步骤是：__________________________________。
⑵（8分）待测电阻RX，阻值约为25kΩ，在测其阻值时，备有下列器材：
A.电流表（量程100μA，内阻2 kΩ）； B.电流表（量程500μA，内阻300Ω）；
C.电压表（量程10V，内阻100kΩ）；D.电压表（量程50V，内阻500kΩ）；
E.直流稳压电源（15V，允许最大电流1A）；F.滑动变阻器（最大阻值1kΩ，额定功率1W）；
G.电键和导线若干。
①电流表应选_______，电压表应选_______。
②在虚线框中画出测量电阻RX阻值的电路图。
③根据电路图，用实线代替导线将下列实物连接成实验电路。
一物理兴趣小组利用学校实验室的数字实验系统探究物体作圆周运动时向心力与角速度、半径的关系。
（1）首先，他们让一砝码做半径r为0.08m的圆周运动，数字实验系统通过测量和计算得到若干组向心力F和对应的角速度ω，如下表。请你根据表中的数据在图甲上绘出F-ω的关系图像。
|
实验序号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
F/N |
2.42 |
1.90 |
1.43 |
0.97 |
0.76 |
0.50 |
0.23 |
0.06 |
|
ω/rad·s-1 |
28.8 |
25.7 |
22.0 |
18.0 |
15.9 |
13.0 |
8.5 |
4.3 |
（2）通过对图像的观察，兴趣小组的同学猜测F与ω2成正比。你认为，可以通过进一步的转换，通过绘出____________关系图像来确定他们的猜测是否正确。
（3）在证实了F∝ω2之后，他们将砝码做圆周运动的半径r再分别调整为0.04m、0.12m，又得到了两条F-ω图像，他们将三次实验得到的图像放在一个坐标系中，如图乙所示。通过对三条图像的比较、分析、讨论，他们得出F∝ r的结论，你认为他们的依据是_______________________________。
（4）通过上述实验，他们得出：做圆周运动的物体受到的向心力F与角速度ω、半径r的数学关系式是F=kω2r，其中比例系数k的大小为__________，单位是________。
