如图所示为一种获得高能粒子的装置.环行区域内存在垂直纸面向外、大小可调节的匀强磁场,质量为m、电量为+q的粒子在环中作半径为R的圆周运动.A、B为两块中心开有小孔的极板.原来电势都为零,每当粒子飞经A板时,A板电势升高为+U,B板电势仍保持为零,粒子在两板间电场中得到加速.每当粒子离开B板时,A板电势又降为零.粒子在电场一次次加速下动能不断增大,而绕行半径不变.
⑴设t=0时粒子静止在A板小孔处,在电场作用下加速,并绕行第一圈.求粒子绕行n圈回到A板时获得的总动能En
⑵为使粒子始终保持在半径为R的圆轨道上运动,磁场必须周期性递增.求粒子绕行第n圈时的磁感应强度Bn
⑶求粒子绕行n圈所需的总时间tn(粒子过A、B板间的时间忽略)
如图所示,光滑平行的水平金属导轨MN、PQ相距d,在M点和P点间接一个阻值为R的电阻,在两导轨间OO1O1′O′矩形区域内有垂直导轨平面竖直向下、宽为l的匀强磁场,磁感应强度大小为B;质量为m,电阻为r的导体棒ab,垂直搁在导轨上,与磁场左边界相距l0,现用一大小为F、水平向右的恒力拉ab棒,使它由静止开始运动,棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动(棒ab与导轨始终保持良好的接触,导轨电阻不计).求:
⑴棒ab在离开磁场右边界时的速度;
⑵棒ab通过磁场区域的过程中通过电阻R的电荷量.
有一特殊电池,它的电动势约为9V,内阻约为40Ω,已知该电池允许输出的最大电流为50mA.为了测定这个电池的电动势和内阻,某同学利用图示电路进行实验,图中电流表的内阻RA=5Ω,R为电阻箱,阻值范围0~999.9Ω,R0为定值电阻,对电源起保护作用.
①本实验中的R0应选
A.10Ω B.50Ω C.150Ω D.500Ω
②该同学接入符合要求的R0后,闭合开关S,调整电阻箱的阻值,读取电流表的示数,记录多组数据,作出了如图所示的图线,则根据图线可求得该电池的电动势为E= V,内阻r= Ω.
某同学用伏安法测定一段阻值为5Ω左右的金属丝的电阻,要求测量结果尽可能准确,现备有以下器材:
A.电池组(3V,内阻1Ω)
B.电流表(0~3A,内阻0.0125Ω);
C.电流表(0~0.6A,内阻0.0125Ω)
D.电压表(0~3V,内阻3kΩ);
E.电压表(0~15V,15kΩ)
F.滑动变阻器(0~20Ω,额定电流1A);
G.滑动变阻器(0~2000Ω,额定电流0.3A);H.开关、导线
①上述器材中应选用的是____________.
②实验电路应采用电流表_______接法(填“内”或“外”)
③设实验中电流表、电压表的某组示数,如图所示,则图中I=__ _A,U=__ __V.
如图,平行金属导轨与水平面成θ角,匀强磁场垂直穿过导轨平面.有一导体棒ab,质量为m,导体棒电阻与固定电阻R1和R2的阻值均相等,与导轨间动摩擦因数为μ,若ab沿导轨向上滑动,当上滑的速度为v时,受到安培力的大小为F,此时( )
A.电阻R1消耗的热功率为Fv/3
B.电阻R1消耗的热功率为Fv/6
C.整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmgvcosθ
D.整个装置消耗的机械功率为(F+μmgcosθ)v
两个相同的半圆型光滑轨道分别竖直放在匀强电场和磁场中,轨道两端在同一高度上,两个相同的带正电的小球同时从两轨道左端最高点由静止释放,M、N为轨道的最低点,以下说法正确的是( )
A.两小球到达轨道最低点的速度vM>vN
B.两小球到达轨道最低点的速度vM<vN
C.两小球第1次到达轨道最低点时对轨道压力NM>NN
D.在磁场中小球能到达轨道另一端最高点,在电场中小球不能到达轨道另一端最高点