(20分)如右图,xoy平面内存在着沿y轴正方向的匀强电场,一个质量为m、带电荷量为+q的粒子从坐标原点O以速度v0沿x轴 正方向开始运动。当它经过图中虚线上的M(,a)点时,撤去电场,粒子继续运动一段时间后进入一个矩形匀强磁场区域(图中未画出),又从虚线上的某一位置N处沿y轴负方向运动并再次经过M点。已知磁场方向垂直xoy平面(纸面)向里,磁感应强度大小为B,不计粒子的重力。
试求:(1)电场强度的大小;
(2)N点的坐标;
(3)矩形磁场的最小面积。
(18分)如右图所示,在竖直面内有一个光滑弧形轨道,其末端水平,且与处于同一竖直面内光滑圆形轨道的最低端相切,并平滑连接。A、B两滑块(可视为质点)用轻细绳拴接在一起,在它们中间夹住一个被压缩的微小轻质弹簧。两滑块从弧形轨道上的某一高度由静止滑下,当两滑块刚滑入圆形轨道最低点时拴接两滑块的绳突然断开,弹簧迅速将两滑块弹开,其中前面的滑块A沿圆形轨道运动恰能通过轨道最高点。已知圆形轨道的半径R=0.50m,滑块A的质量mA=0.16kg,滑块B的质量mB=0.04kg,两滑块开始下滑时距圆形轨道底端的高度h=0.80m,重力加速度g取10m/s2,空气阻力可忽略不计。
试求:(1)A、B两滑块一起运动到圆形轨道最低点时速度的大小;
(2)滑块A被弹簧弹开时的速度大小;
(3)弹簧在将两滑块弹开的过程中释放的弹性势能。
(16分)在水平匀速运动的传送带的左端(P点),轻放一质量为m=1kg的物块,物块随传送带运动到A点后抛出,物块恰好无碰撞地沿圆弧切线从B点进入竖直光滑圆弧轨道下滑。B、D为圆弧的两端点,其连线水平。已知圆弧半径R=1.0m,圆弧对应的圆心角θ=106º,轨道最低点为C,A点距水平面的高度h=0.8 m 。(g=10m/s2,sin53º=0.8,cos53º=0.6)
求:(1)物块离开A点时水平初速度的大小;
(2)物块经过C点时对轨道压力的大小;
(3)设物块与传送带间的动摩擦因数为0.3,传送带的速度为 5m/s,求PA间的距离。
(12分)在测量电源的电动势E以及内阻r (电动势约2V,内阻约0.5Ω实验中,给出如下器材:量程为1V的电压表,量程为0.5A的电流表(内阻较小),定值电阻Ro = 1.6Ω,滑动变阻器R,开关S,导线若干。
(1)四位同学设计了如下四个电路,实验电路应选为( )。
(2) 实验时当电流表的示数为I1时,电压表示数为U1;当电流表的示数为I2时,
电压表示数为U2,则可求出电动势E的字母表达式为___ _,内电阻r
的字母表达式为 。
(3)根据测量实验记录数据画出了电压表示数U随电流I的变化关系U—I图象,
如图所示,由此可知电源电动势E= 、内阻为r= 。
(6分)(1)为验证“两小球碰撞过程中动量守恒”,小球下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力,这对实验结果 产生误差(选填 “会” 或“不会”)
(2)某同学用用螺旋测微器测量某金属丝直径的结果如图所示。该金属丝的直径是 mm。
如图所示,有两个相邻的有界匀强磁场区域,磁感应强度的大小均为B,磁场方向相反,且与纸面垂直,磁场区域在x轴方向宽度均为a,在y轴方向足够宽。现有一高为a的正三角形导线框从图示位置开始向右沿x轴方向匀速穿过磁场区域。若以逆时针方向为电流的正方向,在下图的四个图像中,线框中感应电流i与线框移动的位移x的关系图像正确的是( )