如图所示,水平地面上方被竖直线MN分隔成两部分,M点左侧地面粗糙,动摩擦因数为μ=0.5,右侧光滑.MN右侧空间有一范围足够大的匀强电场.在O点用长为R=5m的轻质绝缘细绳,拴一个质量m
A=0.04kg,带电量为q=+2×10
-4的小球A,在竖直平面内以v=10m/s的速度做顺时针匀速圆周运动,运动到最低点时与地面刚好不接触.处于原长的弹簧左端连在墙上,右端与不带电的小球B接触但不粘连,B球的质量m
B=0.02kg,此时B球刚好位于M点.现用水平向左的推力将B球缓慢推至P点(弹簧仍在弹性限度内),MP之间的距离为L=10cm,推力所做的功是W=0.27J,当撤去推力后,B球沿地面右滑恰好能和A球在最低点处发生正碰,并瞬间成为一个整体C(A、B、C均可视为质点),碰后瞬间立即把匀强电场的场强大小变为E=6×10
3N/C,电场方向不变.(取g=10m/s
2)求:
(1)A、B两球在碰前匀强电场的大小和方向.
(2)碰撞后整体C的速度.
(3)整体C运动到最高点时绳的拉力大小.
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如图所示,真空中有(r,0)为圆心,半径为r的圆柱形匀强磁场区域,磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里,在y=r的虚线上方足够大的范围内,有方向水平向左的匀强电场,电场强度的大小为E,从O点向不同方向发射速率相同的质子,质子的运动轨迹均在纸面内,设质子在磁场中的偏转半径也为r,已知质子的电量为e,质量为m,不计重力及阻力的作用,求:
(1)质子射入磁场时的速度大小;
(2)速度方向沿x轴正方向射入磁场的质子,到达y轴所需的时间;
(3)速度方向与x轴正方向成30°角(如图中所示)射入磁场的质子,到达y轴的位置坐标.
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(1)在《验证机械能守恒定律》的实验中,已知重锤的质量为m,使用的交流电的频率为f.重锤从高处由静止开始下落,重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点,对纸带上的点进行测量并通过计算,就可以验证机械能守恒定律.
①如图1所示,选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E,测出A点距起始点O的距离为s
,点A、C间的距离为s
1,点C、E间的距离为s
2,用以上给出的已知量写出C点速度的表达式为υ
c=______,打点计时器在打O点到C点的这段时间内,重锤的重力势能的减少量为______,动能的增加量为______.
②某同学上交的实验报告显示,重锤增加的动能略大于重锤减小的重力势能,则出现这一问题的原因可能是______.(填字母)
A.重锤的质量测量错误
B.该同学自编了实验数据
C.该同学实验操作时先释放纸带,后接通电源
D.重锤下落时受到的阻力过大
(2)有一根很细的均匀空心金属管,管长约50cm、电阻约为10Ω,现需测定它的内径d,但因其内径较小,无法用游标卡尺直接测量.已知这种金属的电阻率为ρ.实验室中可以提供下列器材:
A.厘米刻度尺; B.毫米刻度尺;
C.螺旋测微器; D.电流表(量程300mA,内阻约lΩ);
E.电流表(量程3A,内阻约0.lΩ)”; F.电压表(量程3V,内阻约6kΩ);
G.滑动变阻器(最大阻值1kΩ,额定电流0.5A);
H.滑动变阻器(最大阻值5Ω,额定电流2A);
L.蓄电池(电动势6V,内阻0.05Ω);J.开关一个及带夹子的导线若干.
请设计一个实验方案,要求实验误差小,便于调节.回答下列问题:
①实验中应测物理量的名称及符号是______;
②应选用的实验器材有______;(填字母)
③在图2所示的方框中画出实验电路图;
④按照你设计的电路图将图2中所示仪器连成实验电路;
⑤用测得的物理量和已知量写出计算金属管内径d的表达式为d=______
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