汤姆孙测定电子比荷的实验装置如图甲所示。从阴极K发出的电子束经加速后,以相同速度沿水平中轴线射入极板D1、D2区域,射出后打在光屏上形成光点。在极板D1、D2区域内,若不加电场和磁场,电子将打在P1点;若只加偏转电压U,电子将打在P2点;若同时加上偏转电压U和一个方向垂直于纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场(图中未画出),电子又将打在P1点。已知极板长度为L,极板间距为d。忽略电子的重力及电子间的相互作用。
(1)求电子射人极板D1、D2区域时的速度大小;
(2)打在P2点的电子,相当于从D1、D2中轴线的中点O’射出,如图乙中的O’ P2所示,已知试推导出电子比荷
的表达式;
(3)若两极板间只加题中所述的匀强磁场,电子在极板间的轨迹为一段圆弧,射出后打在P3点。测得圆弧半径为2L、P3与P1间距也为2L,求图乙中P1与P2点的间距a。
如图甲所示,MN、PQ是相距d=l.0m足够长的平行光滑金属导轨,导轨平面与水平面间的夹角为,导轨电阻不计,整个导轨处在方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,金属棒ab垂直于导轨MN、PQ放置,且始终与导轨接触良好,已知金属棒ab的质量m=0.1kg、其接入电路的电阻
,小灯泡电阻
,重力加速度g取10m/s2。现断开开关S,棒ab由静止释放并开始计时,t=0.5s时刻闭合开关S,图乙为ab的速度随时间变化的图象。求:
(1)金属棒ab开始下滑时的加速度大小、斜面倾角的正弦值;
(2)磁感应强度B的大小。
某实验小组利用图甲所示的实验装置探究恒力做功与动能改变量的关系。所挂砝码质量为m,重力加速度为g,设小车质量为M(约为砝码质量的2~3倍)。
①平衡小车所受阻力的操作如下:取下砝码,把木板不带滑轮的一端垫高;接通打点计时器电源,轻推小车,让小车拖着纸带运动,如果打出的纸带如图乙所示,则应适当____________(选填“增大”或“减小”)木板的倾角,直到纸带上打出的点迹____________为止。
②在纸带上选取先后打印的A、B两计数点,设A、B两计数点间的距离为d,打这两点时小车对应的速度分别为vA、vB,则本实验需验证表达式_____________________在误差范围内是否成立。
③某次实验正确操作后,根据测得的实验数据描绘出的v2—s图线如图丙所示,其中横坐标s为小车发生的位移,纵坐标v2为小车运动速度大小的平方。若已知图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,由此可得s=0时小车的速度大小_______,小车质量M=___________。(用题中所给已知量字母表示)
实验室新进了一批低电阻的电磁螺线管,课外活动小组的同学设计了一个实验来测算螺线管使用的金属丝长度(金属丝材料已知)。他们选择了多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器、导线和学生电源等。
①使用多用电表粗测金属丝的电阻,操作过程分以下三个步骤:
a.机械调零后,将红、黑表笔分别插入多用电表的“+"、“一”插孔,选择“×1”的电阻档;
b.______________________________(填写b步骤的操作);
c.把红、黑表笔分别与螺线管金属丝的两端相接,多用表的示数如图甲所示,测得金属丝电阻为____________;
②利用电路更准确测量金属丝Rx石的电阻,为了减少实验误差,应选用____________(选填“乙”或“丙”)电路;
③如图丁所示,使用螺旋测微器测得金属丝的直径为____________mm。
由以上测得的实验数据及查表得到的金属丝电阻率值,可测算出金属丝的长度。
空间存在着方向平行于x轴的静电场,A、M、O、N、B为x轴上的点,OA<OB,OM=ON,A B间的电势随x的分布为如图所示的折线,一个带电粒子在电场中仅在电场力作用下从M点由静止开始沿x轴向右运动,则下列判断正确的是
A.粒子一定带正电
B.粒子一定能通过N点
C.AO间的电场强度小于OB间的电场强度
D.粒子从M向O运动过程中所受电场力均匀增大
如图,质量相同的钢球①、②分别放在A、B盘的边缘,A、B两盘的半径之比为2:1,a、b分别是与A盘、B盘同轴的轮,a、b轮半径之比为1:2。当a、b两轮在同一皮带带动下匀速转动时,钢球①、②受到的向心力大小之比为
A.2:1 B.4:1 C.1:4 D.8:1