(18分)在竖直平面内,有正方形导线框ABCD和abcd的边长均为、电阻均为R,质量分别为2m和m,它们用一根细线连接跨在两个光滑定滑轮的两边,在两导线框之间有一匀强磁场,宽度为2、磁感应强度大小为B、方向垂直竖直面向里。开始时ABCD的下边与匀强磁场的上边界重合,abcd的上边到匀强磁场的下边界的距离为。现将系统由静止释放,当ABCD刚全部进入磁场时,系统开始做匀速运动,不计摩擦和空气阻力,求:
(1)系统匀速运动的速度大小;
(2)两线框从开始运动至等高的过程中所产生的总焦耳热;
(3)线框abcd通过磁场的时间。
(14分)质量M=0.2 kg的小圆环穿在固定的足够长的斜木杆上,斜木杆与水平方向的夹角θ=37°,小圆环与木杆间的动摩擦因数μ=0.5,小圆环受到竖直向上的恒定拉力F=3 N后,由静止开始沿木杆斜向上做匀加速直线运动(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10 m/s2),求:
(1)小圆环沿斜木杆向上的合外力为多少;
(2)4 s末小圆环的速度为多少?
(9分)某实验小组在进行课外实验探究中,要描绘一个标有“3.8 V,1 W”的小灯泡的R-U曲线,所供选择的器材除了导线和开关外,还有以下器材可供选择:
A.电压表 V(量程5 V,内阻约为5 kΩ)
B.直流电源E(电动势4.5 V,内阻不计)
C.电流表A1(量程300 mA,内阻约为1 Ω)
D.电流表A2(量程800 mA,内阻约为0.4 Ω)
E.滑动变阻器R1(阻值0~20 Ω)
(1)实验中为了比较准确地测量且方便调节,电流表应选用______(选填A1或A2);
(2)实验中要求小灯泡电压从零开始逐渐增大到额定电压,测量误差尽可能小。请你为该实验小组设计电路图,画在下面虚线方框中;
(3)根据实验数据,该实验小组计算并描绘出了R-U的图像,与理想情况略有偏差,如上图甲所示。由图像可知,当所加电压为2.00 V时,灯泡实际消耗的电功率为________ W(小数点后保留两位数字)
(4)小灯泡的I-U图像如上图乙所示。则流过小灯泡的电流I随电压U变化的图象是________(请选填①或②)。
(6分)用如图甲所示实验装置,测量滑块与木板之间的动摩擦因数。长木板一端放在水平桌面上,另一端架在垫片上,在木板上B处放置一光电门,用光电计时器记录滑块上挡光片通过光电门时挡光的时间。实验中通过改变垫片的数量来改变木板倾角,从而进行多次测量。
(1)用游标卡尺测得挡光片的宽度如图乙所示,则遮光片的宽度为 mm;
(2)若挡光片的宽度为L,挡光片通过光电门的挡光时间为t,则滑块通过B点时的速度为
;
(3)让滑块从A点从静止滑下,通过B点的速度为V。已知AB两点的高度差为H,两点间的距离为S,则滑块与木板间的动摩擦因数为 (用H、V、S、g表示)。
在如图所示的xOy平面内,一带正电粒子自A点经电场加速后从C点垂直射入匀强偏转电场,偏转后通过极板MN上的小孔O与x轴成450离开电场,粒子在O点时的速度大小为v。在y轴右侧y≥d范围内有一个垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场,粒子经过磁场偏转后垂直打在极板MN上的P点。已知NC之间距离为d,粒子重力不计,则下列正确的是( )
A.粒子在磁场中的轨道半径为d
B.粒子在C点的速度为v
C.偏转电场的电场强度为vB
D.P点的纵坐标为(2+)d
如图(a)所示,AB是某电场中的一条电场线,若有一电子以某一初速度且仅在电场力的作用下,沿AB由点A运动到点B,所经位置的电势随距A点的距离变化的规律如图(b)所示.以下说法正确的是:
A.该电场是匀强电场
B.电子在A、B两点的速度vA<vB
C.A、B两点的电势A>B
D.电子在A、B两点的电势能EpA<EpB