(16分)如图所示,LMN是竖直平面内固定的光滑绝缘轨道,MN水平且足够长,LM下端与MN相切.质量为m的带正电小球B静止在水平上,质量为2m带正电小球A从LM上距水平高为h处由静止释放,在A球进入水平轨道之前,由于A、B两球相距较远,相互作用力可认为零,A球进入水平轨道后,A、B两球间相互作用视为静电作用.带电小球均可视为质点.已知A、B两球始终没有接触.重力加速度为g.求:
(1)A球刚进入水平轨道的速度大小;
(2)A、B两球相距最近时,A、B两球系统的电势能;
(3)A、B两球最终的速度、大小.
(15分)如图所示,质量为m、边长为L的正方形线框,在竖直平面内从有界的匀强磁场上方由静止自由下落.线框电阻为R,匀强磁场的宽度为H(L<H),磁感应强度为B.线框下落过程中ab边始终与磁场边界平行且水平.已知ab边刚进入磁场和刚穿出磁场时线框都立即做减速运动,且瞬时加速度大小都是,求:
(1)ab边刚进入磁场与ab边刚出磁场时的速度大小;
(2)线框进入磁场的过程中产生的热量.
(11分)现用伏安法研究某电子器件(5V,2.25W)的伏安特性曲线,要求伏安特性曲线尽可能完整,备有下列器材:
A.直流电源(6V,内阻不计); B.电流表 (满偏电流=3mA,内阻=10Ω);
C.电流表 (0~0.6A,内阻未知); D.滑动变阻器(0~20Ω,5A);
E.滑动变阻器(0~200Ω,1A); F.定值电阻(阻值1990Ω);
G.单刀开关一个与导线若干;
(1)根据题目提供的实验器材,请你在方框中设计出测量电子器件伏安特性曲线的电路原理图(可用电阻符号表示).
(2)在实验中,为了操作方便且伏安特性曲线尽可能完整,滑动变阻器应选用 .(填写器材前面字母序号)
(3)上述电子器件的伏安特性曲线如图甲,将它和滑动变阻器串联接入如图乙所示的电路中.调节滑动变阻器使电源输出功率最大,已知电源的电动势E=6.0V,电源的内阻r=15Ω,滑动变阻器阻值范围0~20Ω,则此时接入电路的阻值为 Ω.
(8分)如图所示,A、B、C、D为物体做平抛运动过程中依次通过的四个点,通过某种方法把四个点记录在了图纸上,图中的网格区域是由许多个正方形小方框构成(实验时,纸张竖直放置.网格竖直线和重垂线平行),每个正方形小方框的边长均为L=5cm.由于保存不当,纸张被污染了,导致C点的位置无法确定.现在想要用该实验图纸来研究平抛运动,()请回答以下问题:
(1)判断A点是否为平抛的起始点 (填“是”或“不是”)
(2)从A运动到B所用的时间为 s
(3)该平抛运动的初速度为 .
如图所示电路中,电源电动势E恒定,内阻,两电表均为理想电表,定值电阻.当开关K断开与闭合时,ab段电路消耗的电功率相等.则下列说法正确的是( )
A.电阻、可能分别为3Ω、6Ω
B.电阻、可能分别为4Ω、5Ω
C.开关K 断开时电压表的示数一定小于K闭合时的示数
D.开关K断开与闭合时,电压表的示数变化量大小与电流表的示数变化量大小之比一定等于
闭合矩形导线框abcd固定在匀强磁场中,磁场的方向与导线框所在平面垂直,磁感应强度B随时间t变化的的规律如图所示.规定垂直纸面向里为磁场的正方向,abcda的方向为线框中感应电流的正方向,水平向右为安培力的正方向.关于线框中的电流i与ad边所受的安培力F随时间t变化的图象,下列选项正确的是( )