图为可测定比荷的某装置的简化示意图,在第一象限区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小B=2.0×10-3T,在x轴上距坐标原点L=0.50m的P处为离子的入射口,在y上安放接收器,现将一带正电荷的粒子以v=3.5×104m/s的速率从P处射入磁场,若粒子在y轴上距坐标原点L=0.50m的M处被观测到,且运动轨迹半径恰好最小,设带电粒子的质量为m,电量为q,不计重力。
(1)求上述粒子的比荷;
(2)如果在上述粒子运动过程中的某个时刻,在第一象限内再加一个匀强电场,就可以使其沿y轴正方向做匀速直线运动,求该匀强电场的场强大小和方向,并求出从粒子射入磁场开始计时经过多长时间加这个匀强电场;
(3)为了在M处观测到按题设条件运动的上述粒子,在第一象限内的磁场可以局限在一个矩形区域内,求此矩形磁场区域的最小面积,并在图中画出该矩形。
如图所示,MN和PQ为竖直方向的两平行长直金属导轨,间距L为1m,电阻不计。导轨所在的平面与磁感应强度B为1T的匀强磁场垂直。质量m=0.2 kg、电阻r=1Ω的金属杆ab始终垂直于导轨并与其保持光滑接触,导轨的上端有阻值为R=3Ω的灯泡。金属杆从静止下落,当下落高度为h=4m后灯泡保持正常发光。重力加速度为g=10m/s2。求:
(1)灯泡的额定功率;
(2)金属杆从静止下落4m的过程中通过灯泡的电荷量;
(3)金属杆从静止下落4m的过程中灯泡所消耗的电能.
真空中存在空间范围足够大的,水平向右的匀强电场。在电场中,若将一个质量为m、带正电的小球由静止释放,运动中小球的速度与竖直方向夹角为37°(取sin37°= 0.6, cos37°= 0.8)。现将该小球从电场中某点以初速度v0竖直向上抛出。求运动过程中
(1)小球受到的电场力的大小及方向;
(2)小球从抛出点至最高点的电势能变化量;
美国物理学家密立根通过如图所示的实验装置,最先测出了电子的电荷量,被称为密立根油滴实验。如图,两块水平放置的金属板A、B分别与电的正负极相连接,板间产生匀强电场,方向竖直向下,图中油滴由于带负电悬浮在两板间保持静止。
(1)若要测出该油滴的电荷量,需要测出的物理量有__________。
A.油滴质量m B.两板间的电压U
C.两板间的距离d D.两板的长度L
(2)用所选择的物理量表示出该油滴的电荷量q=________(已知重力加速度为g)
(3)在进行了几百次的测量以后,密立根发现油滴所带的电荷量虽不同,但都是某个最小电荷量的整数倍,这个最小电荷量被认为是元电荷,其值为e=__________C。
某同学要测定一电的电动势E和内电阻r,实验器材有:一只DIS电流传感器(可视为理想电流表,测得的电流用I表示),一只电阻箱(阻值用R表示),一只开关和导线若干。该同学设计了如图甲所示的电路进行实验和采集数据.
(1)该同学设计该实验的原理表达式是__________________(用E、r、I、R表示);
(2)该同学在闭合开关之前,应先将电阻箱阻值调至________(选填“最大值”、“最小值”或“任意值”),在实验过程中,将电阻箱调至图乙所示位置,则此时电阻箱接入电路的阻值为________Ω;
(3)该同学根据实验采集到的数据做作出如图丙所示的图象,则由图象求得,该电的电动势E=________V,内阻r=________Ω(结果均保留两位有效数字)。
螺旋测微器是测量长度的较精密仪器,它的精密螺纹的螺距通常为0.5mm,旋钮上的可动刻度分成50等份,则使用螺旋测微器测量长度时可准确到__________mm。一位同学用此螺旋测微器测量金属导线的直径时,示数如图所示,则该导线的直径为__________mm。