关于静电场,下列说法正确的是( )
A.电势等于零的物体一定不带电
B.电场强度为零的点,电势一定为零
C.同一电场线上的各点,电势一定相等
D.负电荷沿电场线方向移动时,电势能一定增加
.(16分)如图,光滑的平行金属导轨水平放置,电阻不计,导轨间距为l,左侧接一阻值为R的电阻。区域cdef内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场,磁场宽度为s。一质量为m,电阻为r的金属棒MN置于导轨上,与导轨垂直且接触良好,受到F=0.5v+0.4(N)(v为金属棒运动速度)平行于导轨的水平力作用,从磁场的左边界由静止开始运动,测得电阻R两端电压随时间均匀增大。(已知l=1m,m=1kg,R=0.3W,r=0.2W,s=1m)
(1)定性说明在力F作用下该金属棒的运动性质(不需叙述理由)
(2)求金属棒在力F作用下运动的加速度a的大小
(3)求磁感应强度B的大小
(4)若撤去外力F后棒的速度v随位移x的变化规律满足v =v0-x(v0为撤去外力F时棒的速度),且棒运动到ef处时恰好静止,求外力F作用的时间
(14分)如图甲是质谱仪的工作原理示意图。图中的A容器中的正离子从狭缝S1以很小的速度进入电压为U的加速电场区(初速度不计)加速后,再通过狭缝S2从小孔G垂直于MN射入偏转磁场,该偏转磁场是以直线MN为上边界、方向垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B,离子最终到达MN上的H点(图中未画出),测得G、H间的距离为d,粒子的重力可忽略不计。试求:
(1)该粒子的比荷
(2)若偏转磁场为半径为的圆形区域,且与MN相切于G点,如图乙所示,其它条件不变,仍保证上述粒子从G点垂直于MN进入偏转磁场,最终仍然到达MN上的H点,则磁感应强度与B的比为多少?
(14分)在地面附近的真空室中,水平平行虚线PQ、MN间有方向水平且垂直于纸面的匀强磁场,PQ与MN相距为2L。一个边长为L、质量为m的均匀金属框abcd,总电阻为R,处于竖直面内,ab边距PQ为L。让金属框由静止开始下落,运动中保证金属框始终在竖直平面内且ab边与PQ平行,当金属框ab边刚进入磁场,金属框即开始做匀速运动。已知重力加速度为g,求
(1)匀强磁场的磁感应强度B
(2)金属框从开始运动至其ab边刚要出磁场的过程中,金属框产生的焦耳热Q
(3)金属框ab边刚要出磁场时的速度v
(12分)如图甲所示,均匀的金属圆环环面积S 1=0.8m2,总电阻R=0.2Ω;与环同心的圆形区域内有垂直与环平面的匀强磁场,匀强磁场区域的面积S2=0.4m2,当磁场的磁感应强度B按图乙所示规律变化时,求
(1)环消耗的电功率P
(2)
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要测量一只量程已知的电压表的内阻,所备器材如下:
A.待测电压表V(量程3V,内阻未知)
B.电流表A(量程3A,内阻0.01Ω)
C.定值电阻R(阻值2kΩ,额定电流50mA)
D.蓄电池E(电动势略小于3V,内阻不计)
E.多用电表
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有一同学利用上面所给器材,进行如下实验操作:
(1)首先,用多用电表进行粗测,选用×100档,操作方法正确,若这时刻度盘上的指针位置如图甲所示,则测量的结果是 Ω。
(2)为了更精确地测出此电压表的内阻,设计了如图乙、丙所示的实验电路,某同学选择了较合理的电路图丙。该同学不选择电路图乙的理由是______________________________ 。
(3)在图丁中,根据该同学选择的电路,用笔画线代替导线把实物连接好。
(4)用该同学选择的电路进行实验时,用所测量表示电压表的内阻RV= ,式中字母代表的物理量_________________________________________________。