如图甲所示,两平行金属板长度l不超过0.2 m,两板间电压U随时间t变化的图象如图乙所示。在金属板右侧有一左边界为MN、右边无界的匀强磁场,磁感应强度B =0.01 T,方向垂直纸面向里。现有带正电的粒子连续不断地以速度v0=105m/s射入电场中,初速度方向沿两板间的中线OO’方向。磁场边界MN与中线OO’垂直。已知带电粒子的比荷q/m=108C/kg,粒子的重力和粒子之间的相互作用力均可忽略不计。
(1) 在每个粒子通过电场区域的时间内,可以把板间的电场强度看作是恒定的。请通过计算说明这种处理能够成立的理由;
(2)设t=0.1 s时刻射人电场的带电粒子恰能从金属板边缘穿越电场射入磁场,求该带电粒子射出电场时速度的大小;
(3) 对于所有经过电场射入磁场的带电粒子,设其射人磁场的入射点和从磁场射出的出射点间的距离为d,试判断d的大小是否随时间变化?若不变,证明你的结论;若变化,求出d的变化范围。
在海滨游乐园里有一种滑沙的游乐活动。如图所示,人坐在滑板上从斜坡的高处A点由静止开始滑下,滑到斜坡底部B点后沿水平滑道再滑行一段距离到C点停下来。斜坡滑道与水平滑道间是平滑连接的,滑板与两滑道间的动摩擦因数均为μ=0.50,不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2。
(1) 若斜坡倾角θ=37°,人和滑板的总质量m=60 kg。求人在斜坡上下滑时的加速度大小;(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(2)由于受到场地限制,A点到C点的水平距离只有s=50m,为确保人身安全,请根据计算说明,在设计斜坡滑道时,对高度应有怎样的要求?
在“测定金属的电阻率”的实验中,需要用刻度尺测出被测金属丝的长度L,用螺旋测微器则出金属丝的直径d,用电流表测出通过金属丝的电流I,用电压表测出金属丝两端的电压U。
(1) 请写出测金属丝电阻率的表达式:ρ=_______(用上述测量物理量的字母表示);
(2)若实验中测量金属丝的长度和直径时,刻度尺和螺旋测微器的示数分别如图所示,则金属丝长度的测量值为L=_______cm,金属丝直径的测量值为d=_______mm,
(3) 用电流表和电压表测金属丝的电阻R时,由于电压表电流表内阻的影响,无论使用电流表内接法还是电流表外接,都会产生系统误差。如果按如图所示的电路进行测量,可以消除由于电表内阻造成的系统误差。利用该电路进行实验的主要操作过程是:
第一步:先将R2的滑动触头调到最左端,单刀双掷开关S1向1闭合。闭合开关S2,调节变阻器R1和R2,使电压表和电压表的示数尽量大些(不超过量程),读出此时电压表和电流表的示数U1、 I1 ;
第二步:保持两滑动变阻器的滑动触头位置不变,将单刀双掷开关S1向2闭合,读出此时电压表和电流表的示数U2、I2。
请写出计算电阻的表达式Rx=_______。(用电压表和电流表示数表示)
多用电表的示意图如图所示。
(1) 当功能选择开关处于图中1位置时,测量结果为________;
(2)当功能选择开关处于图中2位置时,测量结果为_______;
(3) 当功能选择开关处于图中3位置时,测量结果为_______;
(4) 以上三种测量中,电流都应该从_______ (填“红”或“黑”)表笔经_______ (填“ + ”或“―”)插孔流入多用电表。
如图所示,在垂直纸面向里的水平匀强磁场中,水平放置一根粗糙绝缘细直杆,有一个重力不能忽略、中间带有小孔的带正电小球套在细杆上。现在给小球一个水平向右的初速度v0,假设细杆足够长,小球在运动过程中电量保持不变,杆上各处的动摩擦因数相同,则小球运动的速度v与时间t的关系图象可能是
跳水运动是我国的一个体育强项,此项运动大体上可以简化为三个阶段:运动员从跳板上起跳做竖直上抛运动、再做自由落体运动、入水后做匀减速直线运动。某质量为m的运动员(可视为质点),入水后的加速度大小为a=1.5g,在水中下沉深度h时速度减为0。在运动员从人水到停止下沉的过程中,下列说法正确的是
A. 运动员的动能减小了1.5mgh
B. 运动员的机械能减小了1.5mgh
C. 运动员克服阻力所做的功为1.5mgh
D. 运动员的重力势能减小了1.5mgh