(10分)如图所示,一光滑绝缘圆管轨道位于竖直平面内,半径为0.2m。以圆管圆心O为原点,在环面内建立平面直角坐标系xOy,在第四象限加一竖直向下的匀强电场,其他象限加垂直于环面向外的匀强磁场。一带电量为+1.0C、质量为0.1kg的小球(直径略小于圆管直径),从x坐标轴上的b点由静止释放,小球刚好能顺时针沿圆管轨道做圆周运动。(重力加速度g取10m/s2)
(1)求匀强电场的电场强度E;
(2)若第二次到达最高点a时,小球对轨道恰好无压力,求磁感应强度B ;
(3)求小球第三次到达最高点a时对圆管的压力。
(10分)如图,两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置,导轨间距离为L,电阻不计。在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡。整个系统置于匀强磁场中,磁感应强度方向与导轨所在平面垂直。现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN从图示位置由静止开始释放。金属棒下落过程中保持水平,且与导轨接触良好。已知某时刻后两灯泡保持正常发光。重力加速度为g。求:
(1)磁感应强度的大小;
(2)灯泡正常发光时导体棒的运动速率。
(8分)面积S = 0.2m2、n = 100匝的圆形线圈,处在如图所示的磁场内,磁感应强度随时间t变化的规律是B = 0.02t,R = 3Ω,C = 30μF,线圈电阻r = 1Ω,求:
(1)通过R的电流大小和方向
(2)电容器的电荷量。
(8分)如图所示,ABCD为一个正方形,匀强电场与这个正方形所在平面平行,把一个电量为的负电荷从A点移到B点,电场力做功;把一个电量为的正电荷从B点移到C点,克服电场力做功,设A点电势为零,求:
(1)B、C两点的电势;
(2)把电量为q2的正电荷从C点移到D点电场力做的功。
有一个小灯泡上标有“3.8V、0.5A”的字样,现要描绘这个灯泡的伏安特性曲线。有下列器材供选用:
A.电压表(0~5 V,内阻约为10 kΩ)
B.电流表(0~0.6A,内阻约为0.5Ω)
C.电流表(0~3A,内阻约为0.1Ω)
D.滑动变阻器(0~10Ω,2A)
E.滑动变阻器(0~1kΩ,0.1 A)
F.学生电源(直流6V),还有开关、导线若干
①实验中所用电流表应选用 ,滑动变阻器应选用 。
②实验时要求尽量减少实验误差,测量电压从零开始多取几组数据,应选用图甲中 图所示电路进行实验。
③某同学根据实验得到的数据画出了该小灯泡的伏安特性曲线(如图乙所示),若用电动势为3.2V、内阻为3Ω的电源给该小灯泡供电,则该小灯泡的实际功率是 W。
某同学用如图所示电路来测定电池的电动势和内阻。
①实验开始时,滑片P应位于_________端。(填A或B)
②该同学测得如下表的五组数据。根据数据在答题卷相应图中作出U-I图线,从图象可得电池的电动势E=________V,内阻r=___________Ω。(结果均保留二位小数)。
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
U/V |
1.37 |
1.32 |
1.24 |
1.10 |
1.05 |
I/A |
0.12 |
0.20 |
0.31 |
0.50 |
0.57 |