(17分)如图所示的平面直角坐标系xOy,在第Ⅰ象限内有平行于y轴的匀强电场,方向沿y正方向;在第Ⅳ象限的正方形abcd区域内有匀强磁场,方向垂直于xOy平面向里,正方形边长为L且ad边与x轴重合,ab边与y轴平行.一质量为m、电荷量为q的粒子,从y轴上的P(0,h)点,以大小为v0的速度沿x轴正方向射入电场,通过电场后从x轴上的a(2h,0)点进入第Ⅳ象限的磁场区域,不计粒子所受的重力.求:
(1)电场强度E的大小;
(2)粒子到达a点时速度的大小和方向;
(3)磁感应强度B满足什么条件,粒子经过磁场后能到达y轴上,且速度与y轴负方向成450角?
(4)磁感应强度B满足什么条件,粒子经过磁场后不能到达y轴上?
(16分)如图甲所示,光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上,两导轨间距L=lm,电阻R1=3Ω,R2=1.5Ω,导轨上放一质量m=1kg的金属杆,长度与金属导轨等宽,与导轨接触良好,金属杆的电阻r=1.0Ω,导轨电阻忽略不计,整个装置处于磁感应强度B=1.0T的匀强磁场中,磁场的方向垂直导轨平面向下.现用一拉力F沿水平方向拉杆,使金属杆由静止开始运动.图乙所示为通过金属杆中的电流平方(I2)随位移(x)变化的图线,当金属杆运动位移为5m时,求:
(1)金属杆的动能:
(2)安培力的功率;
(3)拉力F的大小.
(4分)如图所示,矩形区域宽度为l,其内有磁感应强度为B、垂直纸面向外的匀强磁场.一带电粒子以初速度v0垂直左边界射入,飞出磁场时偏离原方向300.若撤去原来的磁场,在此区域内加一个电场强度为E、方向竖直向下的匀强电场(图中未画出),带电粒子仍以原来的初速度入射.不计粒子的重力,求:
(1)带电粒子在磁场中的运动半径;
(2)带电粒子在磁场中运动的时间;
(3)带电粒子飞出电场后的偏转角.
(13分)如图所示,质量为m的带电小球用长为L的绝缘细线(不可伸长)悬挂于O点,并处在场强为E、水平向左的匀强电场中,球静止时丝线与竖直方向的夹角为θ=370.现将小球拉至虚线所示位置(细线水平拉直,与O点相同高度)后从静止开始释放,则:
(1)小球带何种电荷,电量是多少?
(2)求小球摆动到最低点时速度v的大小和细线所受拉力FT的大小.
(8分)某同学采用如图甲所示的电路测电源电动势和内电阻,在实验中测得多组电压和电流值,通过描点作图得到如图所示的U-I图线,
①由图可较准确求出该电源电动势E= V,内阻r= Ω(结果保留三位有效数字).
②若考虑电表内阻对电路的影响,则所测得的电源电动势与真实值相比 (填“偏大”“偏小”“相等”),所测电源内阻与真实值相比 (填“偏大”“偏小”“相等”).
(6分)如图所示的器材可用来研究电磁感应现象及判定感应电流的方向.
①在给出的实物图中,用笔划线代替导线将实验仪器连成完整的实验电路.
②如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上开关后,将原线圈迅速从副线圈拔出时,电流计指针将 ;原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器滑片迅速向右移动时,电流计指针将 (以上两空选填“向右偏”、“向左偏”或“不偏转”).