(19分)如图所示,ABCD为固定在竖直平面内的轨道,AB段光滑水平,BC段为光滑圆弧,对应的圆心角θ=37°,半径r=2.5m,CD段平直倾斜且粗糙,各段轨道均平滑连接,倾斜轨道所在区域有场强大小为E=2×105N/C、方向垂直于斜轨向下的匀强电场。质量m=5×10-2kg、电荷量q=+1×10-6C的小物体(视为质点)被弹簧枪发射后,沿水平轨道向左滑行,在C点以速度v0=3m/s冲上斜轨。以小物体通过C点时为计时起点,0.1s以后,场强大小不变,方向反向。已知斜轨与小物体间的动摩擦因数μ=0.25。设小物体的电荷量保持不变,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)求弹簧枪对小物体所做的功;
(2)在斜轨上小物体能到达的最高点为P,求CP的长度。
(15分)如图所示,一质量为m、电荷量为q的带正电的小球以水平初速度v0从离地高为h的地方做平抛运动,落地点为N,不计空气阻力,求:
(1)若在空间加一个竖直方向的匀强电场,使小球沿水平方向做匀速直线运动,则场强E为多大?
(2)若在空间再加上一个垂直于纸面向外的匀强磁场,小球的落地点仍为N,则磁感应强度B为多大?
某课题研究小组,选用下列器材测定某型号手机所用锂电池的电动势E和内阻r。(电动势约为4 V,内阻在几欧到几十欧之间)
A.电压表(量程6 V,内阻约为6.0 kΩ) B.电流表(量程2 mA,内阻约为50 Ω)
C.电阻箱R(0~999.9 Ω) D.开关S一只、导线若干
(1)某同学从上述器材中选取了电流表和电阻箱测锂电池的电动势和内阻,你认为可行吗?请说明理由:________________________。
(2)今用上述器材中的电压表和电阻箱测锂电池的电动势和内阻,请画出实验电路图。
(3)根据(2)中实验电路测得的8组U、R数据,已在坐标系中描出了各点,请作出图像。根据图像求得 E=______V,r=________Ω。
(18分)(1)(8分)某同学利用如图甲所示的装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验。(1)在安装刻度尺时,必须使刻度尺保持 状态。
(2)他通过实验得到如图乙所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线。由此图线可得该弹簧的原长
x0= cm,劲度系数k= N/m。
(3)他又利用本实验原理把该弹簧做成一个弹簧测力计,当弹簧测力计上的示数如图丙所示时,该弹簧的长度x= cm。
如图甲所示,闭合线圈固定在小车上,总质量为1 kg。它们在光滑水平面上,以10 m/s的速度进入与线圈平面垂直、磁感应强度为B的水平有界匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里。已知小车运动的速度v随车的位移x变化的v-x图象如图乙所示。则 ( )
A.线圈的长度L=15 cm
B.磁场的宽度d=25 cm
C.线圈进入磁场过程中做匀加速运动,加速度为0.4 m/s2
D.线圈通过磁场过程中产生的热量为40 J
某同学自制变压器,原线圈为n1匝,在做副线圈时,将导线ab对折后并在一起,在铁芯上绕n2圈,从导线对折处引出一个接头c,连成如图所示电路。S为单刀双掷开关,线圈电阻不计,原线圈接u1=Umsinωt的交流电源。下列说法正确的是( )
A.S接b时,电压表示数为
B.S接c时,电压表示数为
C.S接c时,滑动触头P向下移动,变压器输入功率变大
D.S接c时,滑动触头P向上移动,变压器输入电流变大