一种测定风力的仪器原理如图所示,它的细长金属直杆一端固定于悬点O,另一端悬挂着一个质量为m金属球。无风时,金属直杆自然下垂,当受到沿水平方向吹来的风时,金属直杆将偏离竖直方向一定角度θ,风力越大,偏角越大。下列关于风力F与偏角θ小球质量m之间的关系式正确的是( )
A.F=mgsinθ B.F=mgcosθ C.F=mgtanθ D.F=mgcotθ
如图所示,A、B分别是甲、乙两小球从同一地点沿同一直线运动的v-t图象,根据图象可以判断( )
A.两球在t=2s时速率相等
B.两球在t=8s时相距最远
C.两球运动过程中不会相遇
D.甲、乙两球做初速度方向相反的匀减速直线运动,加速度大小相同方向相反
(14分)如图所示,相距为d的平行金属板M、N间存在匀强电场和垂直纸面向里、磁感应强度为Bo的匀强磁场;在xoy直角坐标平面内,第一象限有沿y轴负方向场强为E的匀强电场,第四象限有垂直坐标平面向里、磁感应强度为B的匀强磁场。一质量为m、电量为q的正离子(不计重力)以初速度Vo沿平行于金属板方向射入两板间并做匀速直线运动。从P点垂直y轴进入第一象限,经过x轴上的A点射出电场,进入磁场。已知离子过A点时的速度方向与x轴成45o角。求:
(1)金属板M、N间的电压U;
(2)离子运动到A点时速度V的大小和由P点运动到A点所需时间t;
(3)离子第一次离开第四象限磁场区域的位置C(图中未画出)与坐标原点的距离OC。
(14分)如图所示,两条互相平行且足够长的光滑金属导轨位于水平面内,导轨间距l=0.2 m,在导轨的一端接有阻值R=3 Ω的电阻,在x≥0处有一垂直水平面向下的匀强磁场,磁感强度B=0.5 T。一质量m =0. 1kg,电阻r=2 Ω的金属棒垂直搁在导轨上,并以v0=20 m/s的初速度进入磁场,在水平拉力F的作用下作匀减速直线运动,加速度大小a=2 m/s2。棒与导轨接触良好,其余电阻均不计。求:
(1)第一次电流为零时金属棒所处的位置;
(2)电流第一次减少为最大值的一半时拉力F的大小及其功率;
(3)金属棒开始进入磁场到速度减小为零的过程中,电阻R上产生的热量为1.6 J,求该过程中拉力F所做的功。
(12分)如图所示,物体从光滑斜面上的A点由静止开始下滑,经过B点后进入水平面(设经过B点前后速度大小不变),最后停在C点。每隔0.2秒钟通过速度传感器测量物体的瞬时速度,下表给出了部分测量数据。(重力加速度g=10m/s2)求:
(1)斜面的倾角a;
(2)物体与水平面之间的动摩擦因数m;
(3)AB与BC的长度之比。
(10分)探究金属丝的电阻与长度关系的实验中,取一段粗细均匀的金属丝拉直后连接在A、B接线柱上,金属丝上安装一个可滑动的金属夹P.实验室提供了下列器材:电压表V(0-3V-15V)、电流表A(0-0.6 A-3A)、4V直流电源、滑动变阻器(0-20Ω)、刻度尺、开关和导线若干.
(1)用刻度尺测量金属丝AP段长度l,用电压表和电流表测量AP段的电阻R,请你用笔划线代替导线,在图甲中用三根导线连接好电路.闭合开关前,应注意 .
(2)实验过程中,某次测量电压表、电流表指针偏转如图乙所示,则电流表和电压表的读数分别为I= A,U= V.
(3)实验中测出AP段长度l以及对应的电阻值R如下表:
l/cm |
30.00 |
40.00 |
50.00 |
60.00 |
70.00 |
80.00 |
R/Ω |
2.1 |
2.9 |
3.5 |
4.2 |
5.0 |
5.7 |
请在图丙坐标中,描点作出R-l图线;根据图线得到的结论是 .
(4)某实验小组在实验中,调节金属夹P时,发现电压表有示数,电流表的示数为零,原因可能是 .