(22分)如图所示,无限宽广的匀强磁场分布在xoy平面内,x轴上下方磁场均垂直xoy 平面向里,x轴上方的磁场的磁感应强度为B,x轴下方的磁场的磁感应强度为4B/3。现有一质量为m,电量为-q带负电粒子以速度v0从坐标原点O沿y方向进入上方磁场。在粒子运动过程中,与x轴交于若干点。不计粒子的重力。求:
(1)粒子在x轴上方磁场做匀速圆周运动半径r1
(2)设x上方的周期为T1,x下方的周为T2,求T1 :T2
(3)如把x上方运动的半周与x下方运动的半周称为一周期的话,则每经过一周期,在x轴上粒子右移的距离。
(4)在与x轴的所有交点中,粒子两次通过同一点的坐标位置。
(20分)足够长的平行金属导轨ab、cd放置在水平面上,处在磁感应强度B=1.00T的竖直方向的匀强磁场中,导轨间连接阻值为R=0.30Ω的电阻,质量m=0.5kg的金属棒ef与bc紧贴在导轨上,处于两导轨间的长度L=0.40m、电阻r=0.10Ω,如图所示。在水平恒力F作用下金属棒ef由静止开始向右运动,其运动距离与时间的关系如下表所示。导轨与金属棒ef间的动摩擦因数为0.3,导轨电阻不计,g=10求:
时间t(s) | 0.0 | 1.0 | 2.0 | 3.0 | 4.0 | 5.0 | 6.0 | 7.0 |
运动距离x(m) | 0.0 | 0.6 | 2.0 | 4.3 | 6.8 | 9.3 | 11.8 | 14.3 |
(1)在4.0s时间内,通过金属棒截面的电荷量q;
(2)水平恒力F;
(3)庆丰同学在计算7.0s时间内,整个回路产生的焦耳热Q时,是这样计算的:
先算7.0s内的电荷量
再算电流
再用公式计算出焦耳热
请你简要分析这样做是否正确?认为正确的,请算出结果;认为错误的,请用自己的方法算出7.0s,整个回路产生的焦耳热Q。
(16分)某研究性学习小组为了测量木头与铁板间动摩擦因数,利用如图所示的装置将一铁板静置于水平地面上,其中水平段AB长L1=1.0m,倾斜段CD长L2=0.5m,与水平面夹角θ=530, BC是一小段圆弧,物体经过BC段速度大小不变。现将一小木块(可视为质点)从斜面上的P点由静止开始释放,木块滑到水平面上Q点处停止运动。已知P点距水平面高h=0.2m,B、Q间距x=0.85m,(取重力加速度g=10m/s2,sin530=0.8) 求:
(1)动摩擦因数μ;
(2)若某同学在A点以v0=2.5m/s的初速度将木块推出,试通过计算说明木块能否经过P点?若不能,则请求出木块从A点出发运动到最高点所需时间t。
(10分)如图所示,电源电动势为E,内电阻为r.两电压表可看作是理想电表,当闭合开关,将滑动变阻器的触片由左端向右端滑动时,灯泡L2变__________,灯泡L1变____________.(选填亮或暗)。__________表的读数变小,_________表的读数变大.(选填V1或V2)。
(10分)(1)两个同学分别利用清华大学和广东中山大学的物理实验室,各自在那里用先进的DIS系统较准确地探究了“单摆的周期T与摆长L的关系”,他们通过校园网交换实验数据,并由计算机绘制了T2~L图象,如图甲所示.在中山大学的同学所测实验结果对应的图线是 __________(选填A或B)。
(2)在清华大学做实验的同学还利用计算机绘制了a、b两个摆球的振动图像,如图(乙)所示。关于a、b两个摆球的振动图像,下列说法正确的是_________________.
A.a、b两个单摆的摆长相等 B.b摆的振幅比a摆小
C.a摆的机械能比b摆大 D.在t=1s时有正向最大加速度的是a摆
一粒子从A点射入电场,从B点射出,电场的等势面和粒子的运动轨迹如图所示,图中左侧前三个等势面平行,不计粒子的重力,下列说法正确的有( )
A.粒子受到的电场力先不变后增大
B.粒子的速度不断增大
C.粒子的加速度先不变,后变小
D.若粒子从A点关于虚线对称的A′点射入电场后,将从B点关于虚线对称的B′点射出电场