如图所示,有三个宽度均相等的区域I、Ⅱ、Ⅲ;在区域I和Ⅲ内分别为方向垂直于纸面向外和向里的匀强磁场(虚线为磁场边界面,并不表示障碍物),区域I磁感应强度大小为B,某种带正电的粒子,从孔O1以大小不同的速度沿图示与夹角α=300的方向进入磁场(不计重力)。已知速度为v0和2v0时,粒子仅在区域I内运动且运动时间相同,均为t0。
(1)试求出粒子的比荷q/m、速度为2v0的粒子从区域I射出时的位置离O1的距离L;
(2)若速度为v的粒子在区域I内的运时间为t0/5,在图中区域Ⅱ中O1O2上方加竖直向下的匀强电场,O1O2 下方对称加竖直向上的匀强电场,场强大小相等,使速度为v的粒子每次均垂直穿过I、Ⅱ、Ⅲ区域的边界面并能回到O1点,则请求出所加电场场强大小与区域Ⅲ磁感应强度大小。
冰壶赛场在比赛前需要调试赛道的冰面情况。设冰壶质量为m,冰壶与合格冰道的动摩擦因数为μ。调试时,测得冰壶在合格赛道末端速度为初速度的0.9倍,总耗时为t。假设冰道内有一处冰面出现异常,导致冰壶与该处冰面的动摩擦因素为2μ,且测出冰壶到达赛道末端的速度为初速度的0.8倍,设两次调试时冰壶初速度均相同。求:
(1)冰壶的初速度大小和冰道的总长度;
(2)异常冰面的长度;
如图甲所示,光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上,两导轨间距L=0.30m。导轨电阻忽略不计,其间接有固定电阻R=0.40Ω.导轨上停放一质量为m=0.10kg、电阻r=0.20Ω的金属杆ab,整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中,磁场方向竖直向下。利用一外力F沿水平方向拉金属杆ab,使之由静止开始做匀加速直线运动,电压传感器可将R两端的电压U即时采集并输入电脑,并获得U随时间t的关系如图乙所示。求:
(1)金属杆加速度的大小;
(2)第2s末外力的瞬时功率。
(10分)某同学到实验室做“测定电源电动势和内阻”的实验时,发现实验桌上还有一个定值电阻R0。他设计了如图甲所示的电路来测量电源电动势E、内阻r和R0的阻值。实验时用U1、U2、I分别表示电表V1、V2、A的读数,并将滑动变阻器的滑片P移动到不同位置时,刻录了U1、U2、I的一系列值。
(1)他在同一坐标纸上分别作出U1-I、U2-I图线,如图乙所示,则U1-I图线是图中 (填A或B)。
(2)定值电阻R0的计算表达式是:R0= (用测得的U1、U2、I表示),若实验中的所有操作和数据处理无错误,实验中测得R0值 (填“大于”“等于”或“小于”)实际值。
(3)若实验中没有电压表V1 ,你能测出的量是 (填“电动势E”“内阻r”或“R0”,下同)。
(4)若实验中没有电压表V2 ,你能测出的量是 。
(10分)某同学利用如图所示的装置进行“探究加速度与物体质量的关系”的实验,A为小车,B为打点计时器,C为装有砝码的小桶,D为一端带有定滑轮的长方形木板。实验时,保证砝码和小桶质量m不变,改变小车质量M,分别测得小车的加速度与对应的质量M的数据如下表:
次 数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
小车加速度 | 1.35 | 0.90 | 0.725 | 0.60 | 0.50 | 0.30 |
小车质量 | 0.400 | 0.625 | 0.800 | 1.000 | 1.250 | 2.500 |
小车质量倒数 | 2.50 | 1.60 | 1.25 | 1.00 | 0.80 | 0.40 |
(1)根据上表数据,为进一步直观地反映F不变时,a与M的关系,在坐标纸中选择适当的物理量为坐标轴建立坐标系,作出图线。(作在答题纸上)
(2)根据所绘的图线,计算砝码和小桶的总重力为 N,且表明该同学在实验操作中最可能存在的问题:
如图,在光滑、绝缘的水平桌面上固定放置一光滑、绝缘的挡板ABCD,AB段为直线挡板,BCD段是半径为R的圆弧挡板,挡板处于场强为E的匀强电场中,电场方向与圆直径MN平行。现有一带电量为q、质量为m的小球由静止从挡板内侧上的A点释放,并且小球能沿挡板内侧运动到D点抛出,则( )
A.小球运动到N点时,挡板对小球的弹力可能为零
B.小球运动到N点时,挡板对小球的弹力可能为Eq
C.小球运动到M点时,挡板对小球的弹力可能为零
D.小球运动到C点时,挡板对小球的弹力一定大于mg