(16分)在图甲中,直角坐标系0xy的1、3象限内有匀强磁场,第1象限内的磁感应强度大小为2B,第3象限内的磁感应强度大小为B,磁感应强度的方向均垂直于纸面向里.现将半径为l,圆心角为900的扇形导线框OPQ以角速度ω绕O点在纸面内沿逆时针匀速转动,导线框回路电阻为R.
(1)求导线框中感应电流最大值.
(2)在图乙中画出导线框匀速转动一周的时间内感应电流I随时间t变化的图象.(规定与图甲中线框的位置相对应的时刻为t=0)
(3)求线框匀速转动一周产生的热量.
(12分)如图所示,一个质量为m、电荷量为q,不计重力的带电粒子,从x轴上的P(,0)点,以速度v沿与x轴正方向成60°角射入第一象限内的匀强磁场中,并恰好垂直于y轴射出第一象限。
(1)判断粒子的电性;
(2)求:匀强磁场的磁感应强度B的大小和粒子通过第一象限的时间。
(10分)如图所示,在的竖直匀强电场中,有一光滑的半圆形绝缘轨QPN与一水平绝缘轨道MN连接,半圆形轨道平面与电场线平行,P为QN圆弧的中点,其半径R=40cm,一带正电q=10-4C的小滑块质量m=10g,与水平轨道间的动摩擦因数,位于N点右侧x=1.5m处,取g=10m/s2,求:
(1)要使小滑块恰能运动到圆轨道的最高点Q,则滑块应以多大的初速度v0向左运动?
(2)这样运动的滑块通过P点时对轨道的压力是多大?
(10分)电磁炮是一种理想的兵器,它的主要原理如图所示。1982年澳大利亚国立大学制成了能把m=2.0g的弹体(包括金属杆EF的质量)加速到v=10km/s的电磁炮(常规炮弹的速度约为2km/s),若轨道宽L=2m,长为x=50m,通过的电流为I=10A,试问轨道间所加匀强磁场的磁感应强度和磁场的最大功率Pm有多大(轨道摩擦不计)?
(8分)在做 “用电流表和电压表测电池的电动势E(约3 V)和内电阻r”的实验时,部分器材参数如下:电压表(量程3 V),电流表(量程0.6 A),定值电阻R0(阻值为2 ),滑动变阻器R(阻值约30).
(1)按如图所示的电路图请把实物图没完成的连线连接好.
(2)改变滑动变阻器的阻值,测出了6组对应的数据并在图象上描点如图所示,请在右图中继续完成图象;并根据图象可得该电池的电动势E=________ V,电池内阻r=________ (小数点后保留两位数字).
(4分)如图所示的是把量程为3mA的电流表改装成欧姆表的结构示意图,其中电源的电动势为E=1.5V。经改装后,若将原电流表3mA刻度处的刻度值定为“0”,则在2mA处应标 ,1mA处应标 。