如图所示,有一足够长的光滑平行金属导轨,电阻不计,间距L=0.5m,导轨沿与水平方向成θ=30°倾斜放置,底部连接有一个阻值为R=3Ω的电阻.现将一根长也为L质量为m=0.2kg、电阻r=2Ω的均匀金属棒,自轨道顶部静止释放后沿轨道自由滑下,下滑中均保持与轨道垂直并接触良好,经一段距离后进入一垂直轨道平面的匀强磁场中,如图所示.磁场上部有边界OP,下部无边界,磁感应强度B=2T.金属棒进入磁场后又运动了一段距离便开始做匀速直线运动,在做匀速直线运动之前这段时间内,金属棒上产生了Q
r=2.4J的热量,且通过电阻R上的电荷量为q=0.6C,取g=10m/s
2.求:
(1)金属棒匀速运动时的速v
;
(2)金属棒进入磁场后,当速度v=6m/s时,其加速度a的大小及方向;
(3)磁场的上部边界OP距导轨顶部的距离S.
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如图,abc是光滑的轨道,其中ab是水平的,bc是位于竖直平面内与ab相切的半圆轨道,半径为R.bc线的右侧空间存在方向水平向右的匀强电场,场强为E;bc线的左侧(不含bc线)空间存在垂直轨道平面的匀强磁场.带电量为+q目的小球A的质量为m.静止在水平轨道上.另一质量为2m的不带电小球B
的初速度与小球A发生正碰.已知碰后小球A恰好能通过半圆的最高点C,随后进入磁场后作匀速直线运动.已知碰撞及运动中A球的电量保持不变,g为重力加速度.求:
(1)匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向;
(2)碰撞结束后A、B两球的速率v
A和v
B;
(3)分析说明两球发生的是否弹性碰撞.
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(1)某试验小组利用拉力传感器来验证牛顿第二定律,实验装置如图.他们将拉力传感器固定在小车上,用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连,用拉力传感器记录小车受到的拉力F的大小;小车后面固定一打点计时器,通过拴在小车上的纸带,可测量小车匀加速运动的速度与加速度.
①若交流电的频率为50Hz,则根据下图所打纸带的打点记录,小车此次运动经B点时的速度v
B______m/s,小车的加速度a=______m/s
2.(v
B、a的结果均保留到小数点后两位)
②要验证牛顿第二定律,除了前面提及的器材及已测出的物理量外,实验中还要使用______(填仪器名称)来测量出______.(填物理量名称).
③由于小车所受阻力f的大小难以测量,为了尽量减小实验的误差,需尽可能降低小车所受阻力f的影响,以下采取的措旅中必要的是(双选):______.
A.适当垫高长木板无滑轮的一端,使未挂钩码的小车被轻推后恰能拖着纸带匀速下滑
B.应使钩码总质量m远小于小车(加上传感器)的总质量M
C.定滑轮的轮轴要尽量光滑
D.适当增大钩码的总质量m
(2)某兴趣小组的同学制作了一个“水果电池”:将-铜片和一锌片分别插入一只苹果内,就构成了一个简单的“水果电池”,其电动势约为1.5V,内阻约有几百欧.现要求你用量程合适的电压表(内阻较大)、电流表(内阻较小)来测定水果电池的电动势E和内电阻r.
①本实验的电路应该选择下面的图甲或图乙中的:______
②若给出的滑动变阻器有两种规格:A(0~20Ω)、B(0~3kΩ).本实验中应该选用的滑动变阻器为:______通电前应该把变阻器的阻值调至______.
③实验中测出六组(U,I)的值,在U-I坐标系中描出图丙所示的六个点,分析图中的点迹可得出水果电池的电动势为E=______V,内电阻为r=______Ω.(均保留3位有效数字)
④根据你在①中所选择的电路来测量得出的电动势E和内电阻r的测量值与真实值相比:电动势E______,内电阻r______.(均选填:“偏大”、“相等”或“偏小”)由此造成的实验误差属于______误差.(选填“系统”或“偶然”)
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