(12分)如图所示,在竖直向下的匀强电场中有一带电量为q=-2×10-5C的小球,自倾角为θ=37°的绝缘斜面顶端A点由静止开始滑下,接着通过半径为R=0.5m的绝缘半圆轨道最高点C,已知小球质量为m=0.5kg,匀强电场的场强E=2×105N/C,小球运动过程中摩擦阻力及空气阻力不计,求:
(1)H至少应为多少?
(2)通过调整释放高度使小球到达C点的速度为2m/s,则小球落回到斜面时的动能是多少?
(8分)在如图所示的电路中,R1=2 Ω,R2=R3=4 Ω,当开关S接a时,R2上消耗的电功率为4 W,当开关S接b时,电压表示数为4.5 V,试求:
(1)开关S接a时,通过电源的电流和电源两端的电压;
(2)电源的电动势和内电阻;
(3)当开关S接c时,通过R2的电流大小.
(8分)如图所示,在与水平方向成θ角的光滑金属导轨间连一电源,在相距L的平行导轨上放一质量为m的金属棒ab,棒上通过的电流为I,磁场方向竖直向上,这时金属棒恰好静止,则:
(1)匀强磁场的磁感强度为多大?
(2)欲使导体棒静止在导轨上,求外加的匀强磁场的磁感应强度的最小值及方向。
某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线,可供选用的器材如下:
小灯泡L,规格“4.0V 0.7A”;
电流表A1,量程3A,内阻约为0.1Ω;
电流表A2,量程0.6A,内阻r2=0.2Ω;
电压表V,量程3V,内阻rV=9kΩ;
标准电阻R1,阻值1Ω;
标准电阻R2,阻值3 kΩ;
滑动变阻器R,阻值范围0~ 10Ω;
学生电源E,电动势4.5V,内阻不计;
开关S及导线若干。
(1)(2分)甲同学设计了如图1所示的电路来进行测量,当通过L的电流为0.46A时,电压表的示数如图2所示,此时L的电阻为______Ω;
(2)(3分)乙同学又设计了如图3所示的电路来进行测量,电压表指针指在最大刻度时,加在L上的电压值是______V;
(3)(5分)学习小组认为要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线,需要重新设计电路。请你在乙同学的基础上利用所提供器材,在图4所示的虚线框内补画出实验电路图,并在图上标明所选器材代号。
如图所示实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素,其中电容器左侧极板和静电计外壳接地,电容器右侧极板与静电计金属球相连.
(1)使电容器带电后与电源断开
①将左极板上移,可观察到静电计指针偏转角__ _ __(选填变大,变小或不变);
②将极板间距离减小时,可观察到静电计指针偏转角__ __(选填变大,变小或不变);
③两板间插入一块玻璃,可观察到静电计指针偏转角__ ___(选填变大,变小或不变);
④由此可知平行板电容器的电容与 有关。
(2)下列关于实验中使用静电计的说法中正确的有___ ___
A.使用静电计的目的是观察电容器电压的变化情况
B.使用静电计的目的是测量电容器电量的变化情况
C.静电计可以用电压表替代
D.静电计可以用电流表替代
某同学设计了一种静电除尘装置,如图1所示,其中有一长为L、宽为b、高为d的矩形通道,其前、后面板为绝缘材料,上、下面板为金属材料。图2是装置的截面图,上、下两板与电压恒定为U的高压直流电源相连。带负电的尘埃被吸入矩形通道的水平速度为v0,当碰到下板后其所带电荷被中和,同时被收集。将被收集尘埃的数量与进入矩形通道尘埃的数量的比值,称为除尘率。不计尘埃的重力及尘埃之间的相互作用。要增大除尘率,则下列措施可行的是
A.只增大电压U B.只增大长度L
C.只增大高度d D.只增大尘埃被吸入水平速度v0