有一个带正电的小球,质量为m,电荷量为q,静止在固定的绝缘支架上.现设法给小球一个瞬时的初速度v0使小球水平飞出,飞出时小球的电荷量没有改变.同一竖直面内,有一个固定放置的圆环(圆环平面保持水平),环的直径略大于小球直径,如图甲所示.空间所有区域分布着竖直方向的匀强电场,垂直纸面的匀强磁场分布在竖直方向的带状区域中,小球从固定的绝缘支架水平飞出后先做匀速直线运动,后做匀速圆周运动,竖直进入圆环.已知固定的绝缘支架与固定放置的圆环之间的水平距离为2s,支架放小球处与圆环之间的竖直距离为s,v0>,小球所受重力不能忽略.求:
(1)空间所有区域分布的匀强电场的电场强度E的大小和方向;
(2)垂直纸面的匀强磁场区域的最小宽度S,磁场磁感应强度B的大小和方向;
(3)小球从固定的绝缘支架水平飞出到运动到圆环的时间t.
(19分)如图所示,AB段为一半径R=0.2 m的光滑圆弧轨道,EF是一倾角为30°的足够长的光滑固定斜面,斜面上有一质量为0.1 kg的薄木板CD,开始时薄木板被锁定.一质量也为0.1 kg的物块(图中未画出)从A点由静止开始下滑,通过B点后水平抛出,经过一段时间后恰好以平行于薄木板的方向滑上薄木板,在物块滑上薄木板的同时薄木板解除锁定,下滑过程中某时刻物块和薄木板能达到共同速度.已知物块与薄木板间的动摩擦因数为μ=.(g=10 m/s2,结果可保留根号)求:
(1)物块到达B点时对圆弧轨道的压力大小;
(2)物块滑上薄木板时的速度大小;
(3)达到共同速度前物块下滑的加速度大小及从物块滑上薄木板至达到共同速度所用的时间.
(15分)一列火车做匀加速直线运动驶来,一人在轨道旁边观察火车运动,发现在相邻的两个10 s内,火车从他跟前分别驶过6节车厢和8节车厢,每节车厢长8 m(连接处长度不计),求:
(1)火车的加速度的大小;
(2)人开始观察时火车速度的大小.
(10分)某同学在探究性实验中需要精确地测量某灵敏电流计(微安表)的内电阻,设计了如图甲所示的电路,实验室可供他使用的器材如下:
A待测电流计(量程500uA,内阻约1kΩ) B电阻箱R(阻值1Ω~9999Ω)
C滑动变阻器R1(最大阻值10Ω) D滑动变阻器R2(最大阻值1kΩ)
E电源(电动势3V,内阻不计) F开关一只,导线若干
①请你用笔画代替导线,按图甲的方案将图乙中的实物图连成可供测量的实验电路;
②在某一次测量中,得到了如上图所示的数据,则R= Ω;I= uA;
③实验时,该同学把滑动变阻器的滑片调至适当位置处,而后保持滑动变阻器的阻值不变,通过调节电阻箱阻值R,使流过灵敏电流计的示数I发生变化,为使测量出的Rg值误差较小,需保证在调节电阻箱阻值R时,尽可能不改变R与电流计两端的电压值之和,则滑动变阻器应选择 (填“R1”或“R2”);
④若操作过程中得到如图丙所示的(1/I—R)图线,若已知斜率为k,纵截距为b,则根据图线,求得电流表内阻Rg= (请用字母表示);
(8分)用双缝干涉测光的波长。实验装置如图(甲)所示,已知单缝与双缝间的距离L1=100mm,双缝与屏的距离L2=700mm,双缝间距d=0.25mm。用测量头来测量亮纹中心的距离。测量头由分划板、目镜、手轮等构成,转动手轮,使分划板左右移动,让分划板的中心刻线对准亮纹的中心(如图(乙)所示),记下此时手轮上的读数,转动测量头,使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心,记下此时手轮上的读数。
①分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的中心时,手轮上的读数如图(丙)所示,则对准第1条时读数x1=_______mm、对准第4条时读数x2=_______mm
②写出计算波长λ的表达式,λ=_________(用符号表示),λ=_____nm(保留三位有效数字)
如图所示,边长为2l的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场,一个边长为l的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直,导线框的一条对角线和虚线框的一条对角线恰好在同一直线上.从t=0开始,使导线框从图示位置开始以恒定速度沿对角线方向移动进入磁场,直到整个导线框离开磁场区域.用I表示导线框中的感应电流(以逆时针方向为正).则下列表示I-t关系的图线中,正确的是:( )