示波器是一种多功能电学仪器,可以在荧光屏上显示出被检测的电压波形。它的工作原理等效成下列情况:(如图所示)真空室中电极K发出电子(初速不计),经过电压为U1的加速电场后,由小孔S沿水平金属板,A、B间的中心线射入板中。板长L,相距为d,在两板间加上如图乙所示的正弦交变电压,周期为T,电压的最大值U0,前半个周期内B板的电势高于A板的电势,电场全部集中在两板之间,且分布均匀。在每个电子通过极板的极短时间内,电场视作恒定的。在两极板右侧且与极板右端相距D处有一个与两板中心线垂直的荧光屏(非常大),中心线正好与屏上坐标原点相交。当第一个电子到达坐标原点O时,使屏以速度v沿-x方向运动,每经过一定的时间后,在一个极短时间内它又跳回到初始位置,然后重新做同样的匀速运动。(已知电子的质量为m,带电量为e,不计电子重力)求:
(1)电子进入AB板时的初速度;
(2)要使所有的电子都能打在荧光屏上,电压的最大值U0需满足什么条件?
(3)要使荧光屏上始终显示一个完整的波形,荧光屏必须每隔多长时间回到初始位置?计算这个波形的最大峰值和长度。
如图所示,BCDG是光滑绝缘的圆形轨道,位于竖直平面内,轨道半径为R,下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场中。现有一质量为m、带正电的小滑块(可视为质点)置于水平轨道上,滑块受到的电场力大小为,滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5,重力加速度为g。
(1)若滑块从水平轨道上距离B点s=3R的A点由静止释放,滑块到达与圆心O等高的C点时速度为多大?
(2)在(1)的情况下,求滑块到达C点时受到轨道的作用力大小;
(3)改变s的大小,使滑块恰好始终沿轨道滑行,且从G点飞出轨道,求滑块在圆轨道上滑行过程中的最小速度大小。
如图所示,相距20cm的平行金属导轨所在平面与水平面夹角θ=37°,现在导轨上放一质量为330g的金属棒ab,它与导轨间动摩擦因数为0.5,整个装置处于磁感应强度为2T的竖直向上匀强磁场中,导轨所接电源的电动势为15V,内阻不计,滑动变阻器的阻值满足要求,其他部分电阻不计,g取10m/s2,为了保证ab处于静止状态(cosθ=0.8),则:
(1)ab通入的最大电流为多少?
(2)ab通入的最小电流为多少?
(3)R的调节范围至少多大?
如图所示,质量M = 8kg的小车放在水平光滑的平面上,在小车左端加一水平恒力F,F = 8N,当小车向右运动的速度达到1.5m/s时,在小车前端轻轻地放上一个大小不计,质量为m = 2kg的小物块,物块与小车间的动摩擦因数μ = 0.2,小车足够长.求从小物块放上小车开始,经过t = 1.5s小物块通过的位移大小为多少?(取g = 10m/s2)。
为了测量一节干电池的电动势和内阻,实验室提供的实验器材如下:
A.待测干电池(电动势约为1.5V,内电阻约为5Ω) B.电压表V(0~2V)
C.电阻箱R1(0~99.9Ω) D.滑动变阻器R2(0~200Ω,lA) E.开关S和导线若干
(1)在现有器材的条件下,请你选择合适的实验器材,并设计出一种测量干电池电动势和内阻的方案,在方框中(答题纸上)画出实验电路图(标明所选的器材);
(2)利用你设计的实验方案连接好电路,在闭合开关、进行实验前,应注意 ;
(3)如果要求用图象法处理你设计的实验数据,通过作出有关物理量的线性图象,能求出电动势E和内阻r,则较适合的线性函数表达式是 (设电压表的示数为U,电阻箱的读数为R)。
(4)利用你设计的电路进行实验,产生系统误差的主要原因是 。
为了较为精确测量某一定值电阻的阻值,兴趣小组先用多用电表进行粗测,后用伏安法精确测量.现准备了以下器材:
A.多用电表 B.电压表V1,量程6V,内阻约10kΩ
C.电压表V2,量程15V,内阻约20kΩ D.电流表A1,量程0.6A,内阻约0.2Ω
E.电流表A2,量程3A,内阻约0.02Ω F.电源:电动势E=9V
G.滑动变阻器R1,最大阻值10Ω,额定电流2A H.导线、电键若干
(1)在用多用电表粗测时,该兴趣小组首先选用“×10”欧姆挡,此时欧姆表的指针位置如图甲所示,为了减小误差,多用电表的选择开关应换用_______欧姆挡;按操作规程再次测量该待测电阻的阻值,此时欧姆表的指针位置如图乙所示,其读数是_______Ω。
(2)在用伏安法精确测量时,要求待测电阻的电压从0开始连续调节,则要完成测量,应选择的器材是__________________ (填器材前面的字母代号),并在方框内(答题纸上)画出实验电路图。