(19分)如图(a)所示,一边长L=2.5m,质量m=0.5kg的正方形金属线框,放在光滑绝缘的水平面上,整个装置放在方向竖直向上、磁感应强度B=1.6T的匀强磁场中,它的一边与磁场的边界MN重合。在水平力F作用下由静止开始向左运动,经过5s线框被拉出磁场。测得金属线框中的电流随时间变化的图像如图(b)所示,在金属线框被拉出的过程中,
(1)求通过线框导线截面的电量及线框的电阻;
(2)写出水平力F随时间t变化的表达式;
(3)已知在这5s内力F做功3.58J,那么此过程中,线框产生的焦耳热为是多少?
(13分)直角坐标系中,第四象限有与X轴正方向相同的匀强电场;另一匀强电场在第一象限,其方向与Y轴正方向相同,在第二和第三象限其电场方向与Y轴负方向相同。同时在X轴的正半轴有垂直纸面向里的匀强磁场。如图所示,现一质量m、电量q的电荷从A点以速度v,与Y轴正向成30°夹角进入该直角坐标系中。先做直线运动,接着在第一象限恰好做匀速圆周运动,且与X轴垂直相交于B点,后在第二象限发生偏转与X轴负半轴交于C点。已知重力加速度为g。求:
(1)第四象限的电场强度大小与第二象限的电场强度大小的比值?
(2)B点的纵坐标?
(3)电荷从B点运动到C的时间?
现要测量一待测电阻的阻值,可供选择的器材如下:
待测电阻Rx (阻值约为20 Ω);
电流表A (量程100 mA,内阻约为10Ω);
电压表V1(量程1v,内阻r=1000 Ω);
电压表V2(量程15v,内阻约为3000 Ω);
定值电阻R0=1000Ω
滑动变阻器R1(最大阻值5Ω);
滑动变阻器R2(最大阻值1000Ω);
电源E(电动势约为4 V,内阻r约为1 Ω);
单刀单掷开关,导线若干.
(1)为了使测量尽量准确,测量时电表读数不得小于其量程的,电压表应选 ,滑动变阻器应选 。(均填器材代号)
(2)根据你选择的器材,请在右侧线框内画出最佳实验电路图,并标明每个器材的代号.
物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数。实验装置如图,一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,一端装有定滑轮;木板上有一滑块,其一端与电磁打点计时器的纸带相连,另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz。开始实验时,在托盘中放入适量砝码,滑块开始做匀加速运动,在纸带上打出一系列小点。
(1)上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6、7是计数点,每相邻两计数点间还有4个小点(图中未标出),计数点间的距离如图所示。根据图中数据计算的加速度a= (保留两位有效数字)。
(2)回答下列两个问题:
①为测量动摩擦因数,下列物理量中还应测量的有 (填入所选物理量前的字母)
A.木板的长度
B.木板的质量m1
C.滑块的质量m2
D.托盘和砝码的总质量m3 E.滑块运动的时间t
测量①中所选定的物理量时需要的实验器材是 。
(3)滑块与木板间的动摩擦因数μ= (用被测物理量的字母表示,重力加速度为g)。
如图所示,以直角三角形AOC为边界的有界匀强磁场区域,磁感应强度为B,∠A=60°,AO=L.在O点放置一个粒子源,可以向各个方向发射某种带负电粒子,粒子的比荷为q/m,发射速度大小都为v0,且满足v0=,发射方向由图中的角度θ表示.对于粒子进入磁场后的运动(不计重力作用),下列说法正确的是
A.粒子有可能打到A点
B.以θ=60°飞入的粒子在磁场中运动时间最短
C.以θ<30°飞入的粒子在磁场中运动的时间都相等
D.在AC边界上只有一半区域有粒子射出
如图所示,A、B两物块质量均为m,用一轻弹簧相连,将A用长度适当的轻绳悬挂于天花板上,轻绳为伸直状态,B物块在力F的作用下处于静止状态,弹簧被压缩.现将力F撤去,已知弹簧的弹性势能仅与形变量大小有关,且弹簧始终在弹性限度内,则下列说法正确的是
A.弹簧恢复原长时B的速度最大
B.A一直保持静止
C.在B下降过程中弹簧弹性势能先减小,后增大
D.F撤去之前,绳子的拉力可能为0