(18分)如图17所示,一带电微粒质量为m=2.0×10-11kg、电荷量为q=+1.0×10-5C,从静止开始经电压为U1=100V的电场加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场中,偏转电压为U2=100V,接着进入一个方向垂直纸面向里、宽度为D=34.6cm的匀强磁场区域。已知偏转电场中金属板长L=20cm,两板间距d =17.3cm,带电微粒的重力忽略不计。求:
(1)带电微粒进入偏转电场时的速率v1;
(2)带电微粒射出偏转电场时的速度偏转角;
(3)为使带电微粒不会从磁场右边界射出,该匀强磁场的磁感应强度的最小值B。
(14分)如图所示,质量m=2.0kg的木块静止在高h=1.8m的水平平台上,木块距平台右边缘7.75m,木块与平台间的动摩擦因数μ=0.2。用水平拉力F=20N拉动木块,木块向右运动4.0m时撤去力F。不计空气阻力,g取10m/s2。求
(1)F作用于木块的时间;
(2)木块离开平台时的速度大小;
(3)木块落地时距平台边缘的水平距离。
(9分)用电流表和电压表测一个电阻值约为25kΩ、额定功率为0.05W的电阻Rx的阻值,备用器材有:
①量程0~100μA,内阻约为500Ω的电流表A1
②量程0~500μA,内阻约为300Ω的电流表A2
③量程0~1V,内阻约为10kΩ的电压表V1
④量程0~15V,内阻约为100kΩ的电压表V2
⑤量程0~50V,内阻约为500kΩ的电压表V3
⑥直流稳压电源两端的输出电压为16V
⑦滑动变阻器,阻值范围 0~500Ω,允许最大电流 lA
⑧待测电阻Rx,开关和导线若干
(1)为了测量准确,电压表应选 ,电流表应选 。(填写仪器前的序号)
(2)在下图方框内画出实验电路图。
(3)若测量值为R测,真实值为R真,那么在操作、读数、计算均正确无误的情况下,R测_____R真(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
(6分)在“探究共点力合成规律”的实验中,某同学经历了以下实验步骤:
A.在白纸上按比例做出两个力F1和F2的图示,根据平行四边形定则作图求出合力F;
B.只用一个测力计,通过细绳把橡皮筋拉同样长度;
C.记下两个测力计F1和F2的读数,并且记录它们的方向;
D.在水平放置的木板上,垫一张白纸,把橡皮筋的一端固定在板上P点,用两条细绳连接在橡皮筋的另一端,通过细绳同时用两个测力计互成角度地拉橡皮筋,使橡皮筋与细绳的连接点到达某一位置O,并记下此位置,如图所示;
E.记下测力计的读数F′和细绳方向,按同一比例做出这个力的图示,比较这个实测合力F′和按平行四边形定则求出的合力F,看它们的大小和方向是否相近;
F.改变两测力计拉力的大小和方向,多次重复实验,从实验得出结论。
(1)上述实验步骤中有一步骤有明显的错误,这个步骤是 (填选项前的字母); 正确的操作应为 。
(2)将以上实验步骤按正确顺序排列,应为 (填选项前的字母)。
在轨道上稳定运行的空间站中,有如图所示的装置,半径分别为r和R(R>r)的甲、乙两个光滑的圆形轨道安置在同一竖直平面上,轨道之间有一条水平轨道CD相通,宇航员让一小球以一定的速度先滑上甲轨道,通过粗糙的CD段,又滑上乙轨道,最后离开两圆轨道,那么下列说法正确的是
A.小球在CD间由于摩擦力而做减速运动
B.小球经过甲轨道最高点时比经过乙轨道最高点时速度大
C.如果减少小球的初速度,小球有可能不能到达乙轨道的最高点
D.小球经过甲轨道最高点时对轨道的压力大于经过乙轨道最高点时对轨道的压力
小型交流发电机中,面积为0.1㎡的矩形金属线圈匝数为50匝,在匀强磁场中匀速转动,产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系,如图所示。矩形线圈与一个R=10Ω的电阻构成闭合电路,不计电路的其它电阻,则下列说法中正确的是
A.交变电流的周期为0.25s
B.交变电流的有效值为A
C.0.125s时线圈处于中性面位置
D.匀强磁场的磁感应强度为0.5T