如下图1所示,水平面内的直角坐标系的第一象限有磁场分布,方向垂直于水平面向下,磁感应强度沿y轴方向没有变化,与横坐标x的关系如下图2所示,图线是双曲线(坐标轴是渐进线);顶角θ=45°的光滑金属长导轨 MON固定在水平面内,ON与x轴重合,一根与ON垂直的长导体棒在水平向右的外力作用下沿导轨MON向右滑动,导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触。已知t=0时,导体棒位于顶角O处;导体棒的质量为m=2kg;OM、ON接触处O点的接触电阻为R=0.5Ω,其余电阻不计;回路电动势E与时间t的关系如图3所示,图线是过原点的直线。求:
(1)t=2s时流过导体棒的电流强度I2的大小;
(2)1~2s时间内回路中流过的电量q的大小;
(3)导体棒滑动过程中水平外力F(单位:N)与横坐标x(单位:m)的关系式。
电子所带电荷量最早是由美国科学家密立根所做的油滴实验测得的。密立根油滴实验的原理如图所示:两块水平放置的平行金属板与电源相连接,上板带正电,下板带负电,油滴从喷雾器喷出后,由于与喷嘴摩擦而带负电,油滴散布在油滴室中,在重力作用下,少数油滴通过上面金属板的小孔进入(可认为初速度为0)平行金属板间,落到两板之间的匀强电场中。在强光照射下,观察者通过显微镜观察油滴的运动。
从喷雾喷出的小油滴可以视为球形,小油滴在空气中下落时受到的空气阻力f大小跟它下落的速度v的大小的关系是:f=6πηrv,式中r为油滴半径,η为粘滞系数。设重力加速度为g,不考虑油滴的蒸发。
(1)实验中先将开关断开,测出小油滴下落一段时间后达到匀速运动时的速度v1,已知油的密度为ρ,空气的密度为ρ′,粘滞系数为η,试由以上数据计算小油滴的半径r;
(2)待小球向下运动的速度达到v1后,将开关闭合,小油滴受电场力作用,最终达到向上匀速运动,测得匀速运动的速度v2,已知两金属板间的距离为d,电压为U。试由以上数据计算小油滴所带的电荷量q;
(3)大致(不要求精确的标度)画出油滴从进入平行金属板到向上匀速运动这段过程中的v—t图像(设竖直向下为正方向)。
在“用双缝干涉测量光的波长”实验中:
(1)下图为实验装置图,图中虚线框位置的组件名称是____,它的作用是_____;
(2)上图测量头由分划板、滑块、目镜、手轮等构成。已知测量头为50分度的游标卡尺,某同学描述了实验大概过程:调整手轮后,从测量头的目镜看去,第一次映入眼帘的干涉条纹如下图甲所示,此时分划板中心刻度线对齐A条纹中心,游标卡尺的示数1.250cm;接着再转动手轮,映入眼帘的干涉条纹如下图乙所示,此时分划板中心刻度线对齐B条纹中心,游标卡尺的示数为1.775cm。图中的圆形轮廓即是该同学所说的视场区边界。可以确定该实验者并没有认真做实验,依据至少有两条:其一,_____;其二,____;
(3)若测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,如上图丙所示。通过装置图中的“拨杆”的拨动_____(填“能”或“不能”)把干涉条纹调成与分划板中心刻线同一方向上。
在“练习使用多用电表”的实验中:
(1)用多用电表欧姆档测量电阻时,红黑表笔互换了插孔,这样_____(填“会”或“不会”)影响测量结果;
(2)如图所示是一个多用电表欧姆档内部电路的示意简图,其中有灵敏电流表(量程未知,内阻100Ω)、电池组(电动势未知,内阻r=0.5Ω)和滑动变阻器R0(总阻值未知),表刻度盘上电阻刻度中间值为15;有实验者用多用电表欧姆档测量电压表的内阻(测量过程规范),读得电压表的读数为6.0V,读得阻值为30kΩ,可知此时多用电表欧姆档的总内阻(包括电流表内阻、电池组内阻和变阻器R0的阻值)是______kΩ,灵敏电流表的量程为_____mA。若表内电池用旧,电池电动势会变小,内阻会变大,假设电池组的电动势下降到6V、内阻升高到2Ω时,但仍可调零,测得某电阻是30kΩ,这个电阻真实值是____kΩ;
(3)在使用多用电表结束后,分别将选择开关保留在如下图a、图b和图c所示的位置,其中图________(填“a”或“b”或“c”)的位置是规范的。
图a 图b 图c
如图所示,由光滑细管做成的半径R=10cm的半圆形轨道ABC(管道半径远小于轨道半径)竖直放置,A为最高点、C为最低点、B是半圆形轨道的中点且与圆心O处于同一高度。一质量m=200g的小球放在A处(在管内),小球的直径略小于管道的直径,小球与一原长L=10cm、劲度系数k=100N/m的轻弹簧相连接,弹簧的另一端固定在点,点在直径AC连线上且=5cm。取g=10m/s2,下列说法正确的是:
A.若把小球缓慢的沿管道从A点移动到C点,过程中小球不能在B点以上的位置平衡
B.不论小球以何种方式沿管道从A点移动到C点,过程中弹簧做功值一定为0
C.若在A点给小球一个水平向右的速度v=1.5m/s,则小球在A点时对轨道的作用力为4N
D..若在A点给小球一个水平向右的速度v=2m/s,则小球到C点时对轨道的作用力为23N
如图所示,紫光从均匀物质a通过其他三层均匀物质b、c、d传播,每层的表面彼此平行,最后紫光又进入另一层均匀物质a。在各个表面的折射都画在图中(未画出相应的反射),则:
A.b物质的折射率大于d物质的折射率
B.c物质的折射率最小
C.另一层物质a的出射光线一定与物质a中的入射光线平行
D.若改为红光,仍按原光线方向入射,红光有可能在物质d和另一层物质a的交界处发生全反射