如图所示,M′MNN′为放置在粗糙绝缘水平面上的U型金属框架,MM′和NN′相互平行且足够长,间距l=0.40m,质量M=0.20kg。质量m=0.10kg的导体棒ab垂直于MM′和NN′放在框架上,导体棒与框架的摩擦忽略不计。整个装置处于竖直向下的匀磁场中,磁感应强度B=0.50T。t=0时,垂直于导体棒ab施加一水平向右的恒力F=2.0N,导体棒ab从静止开始运动;当t=t1时,金属框架将要开始运动,此时导体棒的速度v1=6.0m/s;经过一段时间,当t=t2时,导体棒ab的速度v2=12.0m/s;金属框架的速度v3=0.5m/s。在运动过程中,导体棒ab始终与MM′和NN′垂直且接触良好。已知导体棒ab的电阻r=0.30Ω,框架MN部分的阻值R=0.10Ω,其余电阻不计。设框架与水平面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2。求:
(1)求动摩擦因数μ;
(2)当t=t2时,求金属框架的加速度;
(3)若在0~t1这段时间内,MN上产生的热量 Q=0.10J,求该过程中导体棒ab位移x的 大小。
如图14所示,在坐标系xoy的第一象限内存在匀强磁场,磁场方向垂直于xoy面向里;第四象限内有沿y轴正方向的匀强电场,电场强度大小为E。一质量为m、带电荷量为的粒子自y轴的P点沿x轴正方向射入第四象限,经x轴上的Q点进入第一象限。已知P点坐标为(0,-2),Q点坐标为(4,0),不计粒子重力。求:
(1)求粒子过Q点时速度的大小。
(2)若磁感应强度的大小为一定值B,粒子将以垂直y轴的方向经H点进入第二象限,求B的大小及H点的坐标值;
(3)求粒子在第一象限内运动的时间t。
质量为m的小球A以速率v0向右运动时跟静止的小球B发生碰撞,碰后A球以的速率反向弹回,而B球以的速率向右运动,求:
(1)小球B的质量mB是多大?
(2)碰撞过程中,小球B对小球A做功W是多大?
如图所示,质量为m的小物块(可视为质点)在粗糙水平桌面上做直线运动,经距离l后以速度υ飞离桌面,最终落在水平地面上。已知υ=3.0 m/s,m=0.10kg,l=1.4m,s=0.90m,物块与桌面间的动摩擦因数μ=0.25,不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2。求:
(1)桌面高h的大小;
(2)小物块的初速度大小v0。
如图12所示,固定在竖直平面内的光滑轨道,由一段斜直轨道和与之相切的圆形轨道连接而成,圆形轨道半径为R。一质量为m的小物块(可视为质点)从斜直轨道上的A点由静止开始下滑,然后沿圆形轨道运动。A点距轨道最低点的竖直高度为4R。已知重力加速度为g。求:
(1)小物块通过圆形轨道最高点C时速度v的大小;
(2)在最高点C时,轨道对小物块的作用力F的大小。
某同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ。步骤如下:
(1)用20分度的游标卡尺测量其长度如图10甲所示,可知其长度为______ mm;
(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示,可知其直径为_______ mm;
(3)用多用电表的电阻“×10”挡,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘的示数如图所示,则该电阻的阻值约为________ Ω;
(4)为更精确地测量其电阻,现有的器材及其代号和规格如下:
待测圆柱体电阻R
电流表A1(量程0~15 mA,内阻约30 Ω)
电流表A2(量程0~3 mA,内阻约50 Ω)
电压表V1(量程0~3 V,内阻约10 kΩ)
电压表V2(量程0~15 V,内阻约25 kΩ)
直流电源E(电动势4V,内阻不计)
滑动变阻器R1(阻值范围0~15 Ω)
滑动变阻器R2(阻值范围0~2 kΩ)
开关S,导线若干
为使实验误差较小,要求测得多组数据进行分析,请在虚线框中画出测量用的正确电路图,并标明所用器材的代号。