18世纪中期,人们既没有量度带电体所带电荷量多少的方法,也没有测量电荷之间非常小的相互作用力的工具。一位法国的科学家发明了扭秤,巧妙而准确地测量出了物体间的静电力,这位科学家是( )
A.法拉第 B.库仑 C.奥斯特 D.安培
(14分)在xOy平面第Ⅰ、Ⅱ象限中,存在沿y轴正方向的匀强电场,场强为E=,在第Ⅲ、Ⅳ象限中,存在垂直于xOy平面方向的匀强磁场,如图所示,磁感应强度B1=B,B2=2B.带电粒子a、b分别从第Ⅰ、Ⅱ象限的P、Q两点(图中没有标出)由静止释放,结果两粒子同时分别进入匀强磁场B1、B2中,再经过时间t第一次经过y轴时恰在点M(0,-l)处发生碰撞,碰撞时两粒子的速度在同一直线上,碰撞前带电粒子b的速度方向与y轴正方向成60°角,不计粒子重力和两粒子间相互作用.求:
(1)两带电粒子的比荷及在磁场中运动的轨道半径;
(2)带电粒子释放的位置P、Q两点坐标及释放的时间差.
(12分)如图甲所示,一足够长阻值不计的光滑平行金属导轨MN、PQ之间的距离L=1.0m,NQ两端连接阻值R=1.0Ω的电阻,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨所在平面向上,导轨平面与水平面间的夹角θ=30°。一质量m=0.20kg,阻值r=0.50Ω的金属棒垂直于导轨放置并用绝缘细线通过光滑的定滑轮与质量M=0.60kg的重物P相连。细线与金属导轨平行。金属棒沿导轨向上滑行的速度v与时间t之间的关系如图乙所示,已知金属棒在0~0.3s内通过的电量是0.3~0.6s内通过电量的2/3,g=10m/s2,求:
(1)0~0.3s内棒通过的位移;
(2)金属棒在0~0.6s内产生的热量。
(11分)F1是英文Formula One 的缩写,即一级方程式赛车,是仅次于奥运会和世界杯的世界第三大赛事。F1赛车的变速系统非常强劲,从时速0加速到100 km/h仅需2.3秒,速度到100km/h时的加速度为10m/s2,时速为200km/h时的加速度为3m/s2,从0加速到200 km/h再急停到速度为零只需12秒。假定F1赛车刚开始时加速度最大。以后的加速度随时间的增大而均匀减小,而急停时的加速度大小恒为9.2 m/s2,上海F1赛道全长5.451km,比赛要求选手跑完56圈决出胜负。求:
(1)若某车手平均时速为210km/h,则跑完全程用时为多少时间?
(2)该车手的F1赛车的最大加速度。
(8分)如图所示,质量m=6kg的物块静止在水平桌面上,受到与水平方向成θ=37°角的作用力F。(sin37°=0.6 cos37°=0.8 g=10m/s2)
(1)F=20N时,物块恰好沿水平面向右做匀速直线运动,求物块与水平桌面的动摩擦因数μ?(保留两位有效数字)
(2)若保持以上动摩擦因数不变,当力F=40N时物体由静止开始运动,求3s内物体的位移大小?
某兴趣小组在一次实验中需测量一只量程已知的电压表的内阻,现提供如下器材:
①待测电压表一只(量程3V,内阻约3kΩ待测);
②电流表一只(量程3A,内阻0.01Ω);
③电池组(电动势约为3V,内阻不计);
④滑动变阻器一个;
⑤变阻箱一个(可以读出电阻值,0-9999Ω);
⑥开关和导线若干。
某同学利用上面所给器材,进行如下实验操作:
(1)该同学设计了如图甲、乙两个实验电路。为了更准确地测出该电压表内阻的大小,你认为其中相对比较合理的是__________(填“甲”或“乙”)电路。
(2)用你选择的电路进行实验时,闭合电键S,改变阻值,记录需要直接测量的物理量: 电压表的读数和___________(填上文字和符号);
(3)为方便计算电压表的内阻,需作出相应的直线图线,请从下面选项中选择适当的坐标______________。
(A)U—I (B)U—() (C)()—R (D)U—R
(4)设该直线图像的斜率为k、截距为b,则用k、b表示出的电压表内阻的表达式RV=_______________。