如图所示,平行的光滑金属导轨间距为L,导轨平面与水平面成α角,导轨下端接有阻值为R的电阻,质量为m的金属杆ab处于导轨上与轻弹簧相连,弹簧劲度系数为k,上端固定,弹簧与导轨平面平行,整个装置处在垂直于导轨平面斜向上的匀强磁场中,磁感应强度为B.开始时杆静止,现给杆一个大小为v0的初速度使杆沿导轨向下运动.运动至速度为零后,杆又沿导轨平面向上运动,运动过程的最大速度大小为v1,然后减速为零,再沿导轨平面向下运动……一直往复运动到静止.导轨与金属细杆的电阻均可忽略不计,重力加速度为g.试求:
(1)细杆获得初速度瞬间,通过回路的电流大小;
(2)当杆向上速度达到v1时,杆离最初静止时位置的距离L1;
(3)杆由初速度v0开始运动直到最后静止,电阻R上产生的焦耳热Q.
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B随时间t变化的规律是B = 0.02t,R = 3Ω,C = 30μF,线圈电阻r = 1Ω,其余导线电阻不计,求:
(1)通过R的电流大小和方向.
(2)电容器C所带的电荷量.
有一根细而均匀的导电材料样品(如图a所示),截面为同心圆环(如图b所示),此样品长约为6cm,电阻约为100Ω,已知这种材料的电阻率为,因该样品的内径太小,无法直接测量.现提供以下实验器材:
A.20分度的游标卡尺
B.螺旋测微器
C.电压表V(量程3V,内阻约3kΩ)
D.电流表A1(量程50mA,内阻约20Ω)
E.电流表A2(量程0.3A,内阻约1Ω)
F.滑动变阻器R(0~20Ω,额定电流2A)G.直流电源E(约4V,内阻不计)
H.导电材料样品Rx
I.开关一只,导线若干
请根据上述器材设计一个尽可能精确地测量该样品内径d的实验方案,回答下列问题:
(1)用游标卡尺测得该样品的长度为L;用螺旋测微器测得该样品的外径如上图所示,其示数D= mm.
(2)请选择合适的仪器,设计一个合理的电路图来 测量导电材料样品的电阻Rx.在方框内画出实验电路原理图,并标明所选器材的符号.这个实验电阻Rx的测量值将________(填“大于”、“等于”或“小于”)实际值.
(3)若某次实验中,电压表和电流表的读数分别为U和I,则用已知物理量和测得的物理量的符号来表示样品的内径d = .
如图(甲)是“测定电源电动势和内阻”实验的电路图,根据实验测得的几组I、U数据作出U—I图象如图(乙)所示,由图象可确定:该电源的电动势为 V,电源的内电阻为 (计算结果保留两位有效数字).
如图一根不可伸长绝缘的细线一端固定于O点,另一端系一带电小球,置于水平向右的匀强电场中,现把细线水平拉直,小球从A点静止释放,经最低点B后,小球摆到C点时速度为0,则( )
A.小球在B点时的速度最大
B.小球从A到B的过程中,机械能一直在减少
C.小球在B点时的绳子拉力最大
D.从B到C的过程中小球的电势能一直增大
如图为一个质量为m、电荷量为+q的圆环,可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动,细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中,现给圆环向右的初速度v0,在以后的运动过程中,圆环运动的速度图象可能是下图中的( )