(13分)在如图所示的平面直角坐标系中,存在一个半径R=0.2 m的圆形匀强磁场区域,磁感应强度B=1.0 T,方向垂直纸面向外,该磁场区域的右边缘与y坐标轴相切于原点O点.y轴右侧存在电场强度大小为E=1.0×104 N/C的匀强电场,方向沿y轴正方向,电场区域宽度l=0.1 m.现从坐标为?(-0.2 m,-0.2 m?)的P点发射出质量m=2.0×10-9 kg、带电荷量q=5.0×10-5 C的带正电粒子,沿y轴正方向射入匀强磁场,速度大小v0=5.0×103 m/s.(粒子重力不计).
(1)求该带电粒子射出电场时的位置坐标;
(2)为了使该带电粒子能从坐标为(?0.1 m,-0.05 m?)的点回到电场,可在紧邻电场的右侧一正方形区域内加匀强磁场,试求所加匀强磁场的磁感应强度大小和正方形区域的最小面积.
如图所示,MN和PQ为竖直方向两平行长直金属导轨,间距L为0.40m,电阻不计,导轨所在平面与磁感应强度B为0.50T的匀强磁场垂直,质量m为6.0×10-3kg、电阻为1.0Ω的金属杆ab始终垂直于导轨,并与其保持光滑接触。导轨两端分别接有滑动变阻器和阻值为3.0Ω的电阻R1。当杆ab达到稳定状态时以速度V匀速下滑,整个电路消耗的电功率P为0.27W,重力加速度取10 m/s2,试求速率V和滑动变阻器接入电路部分的阻值R2
如图所示,在一个由x轴和曲线为边界包围的空间中存在匀强磁场,曲线方程为(单位:m)()。磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度大小为。有一ab边与x轴重合的正方形金属线框在水平拉力F作用下以1.0m/s速度水平向右匀速运动,线框边长为0.4m,线框电阻为0.1,试求:
(1)在线框通过磁场区域的过程中,拉力F的最大瞬时功率是多少?
(2)在下面坐标图中画出线框产生的电流随时间变化图象(取方向为电流正方向)。
(3)线框经过磁场区域的整个过程,拉力F做多少功?
如图所示,质量为m、边长为L的正方形线框,从有界的匀强磁场上方由静止自由下落,线框电阻为R,匀强磁场的高度为H,(L<H),磁感应强度为B,线框下落过程中ab边与磁场边界平行且保持水平。已知ab边刚进入磁场时和ab边刚穿出磁场时线框都做减速运动,加速度大小都为.求:
(1)ab边刚进入磁场时和ab边刚出磁场时的速度大小;
(2)cd边刚进入磁场时,线框的速度大小;
(3)线框进入磁场的过程中,产生的热量.
某同学进行测量电阻R的阻值的实验,他先用多用电表进行粗测,电表示数如图所示,然后用伏安法进行较精确的测量,现已选定滑动变阻器(阻值0~200 Ω),开关一只,导线若干,另有如下备选器材:
A.电源(E=16 V,r=2 Ω)
B.电源(E=3 V,r=0.5 Ω)
C.电压表(量程0~15 V,内阻约50 kΩ)
D.电压表(量程0~3 V,内阻约10 kΩ)
E.电流表(量程0~500 μA,内阻约500 Ω)
F.电流表(量程0~1 mA,内阻约250 Ω)
请回答如下问题:
(1)多用电表的读数____________;
(2)用伏安法测量应选用的器材为____ _______;(请填写器材前的符号)
(3)请在下边的方框图中画出实验电路原理图。
实验室中有一量程不准确的电压表V1,某课外探究小组为了测量该电压表的实际量程Um设计了图甲所示的电路。所用器材有:
量程不准的电压表V1,量程标称为O?15V,内阻r1="20." OkΩ;
标准电压表V2,量程0?3V,内阻r2=2.5kΩ;
标准电阻R2,阻值13.0 kΩ;
滑动变阻器R1,总电阻为200.0Ω
电源电动势E="20." 0V,内阻不计;
开关S ,导线若干。
根据图甲和探究小组内A、B两位同学的操作过程,请你回答:
(1) A同学闭合开关S后,调节滑动变阻器的滑动端,使电压表V1满偏,读出此时电压表V2的示数为U2,计算出V1的量程表达式为Um=_________
(2) B同学测量时,V1并未调到满偏,两电压表的示数如图乙所示,从图中读出V1的示数U1="_______" V, V2的示数U2=_______V;由读出的数据计算出Um=_______V。(计算结果保留3位有效数字)