(13分)在真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场.若将一个质量为m、带正电、电荷量为q的小球在此电场中由静止释放,小球将沿与竖直方向夹角为53°的直线运动.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(sin 53°=0.8)
(1)此电场的电场强度大小;
(2)小球运动的抛出点至最高点之间的电势差U;
(3)小球的最小动能.
(10分)如图所示,在某空间实验室中,有两个靠在一起的等大的圆柱形区域,分别存在着等大反向的匀强磁场,磁感应强度B=0.10 T,磁场区域半径r=m,左侧区域圆心为O1,磁场方向垂直纸面向里,右侧区域圆心为O2,磁场方向垂直纸面向外,两区域切点为C.今有一质量为m=3.2×10-26 kg、带电荷量为q=1.6×10-19 C的某种离子,从左侧区域边缘的A点以速度v=1×106 m/s正对O1的方向垂直射入磁场,它将穿越C点后再从右侧区域穿出.求:
(1)该离子通过两磁场区域所用的时间;
(2)离子离开右侧区域的出射点偏离最初入射方向的侧移距离为多大?(侧移距离指在垂直初速度方向上移动的距离)
(9分)如图所示,在两条平行的虚线内存在着宽度为L、电场强度为E的匀强电场,在与右侧虚线相距也为L处有一与电场平行的屏.现有一电荷量为+q、质量为m的带电粒子(重力不计),以垂直于电场线方向的初速度v0射入电场中,v0方向的延长线与屏的交点为O.试求:
(1)粒子从射入电场到打到屏上所用的时间.
(2)粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值tan α;
(3)粒子打在屏上的点P到O点的距离x.
某研究性学习小组欲较准确地测量一电池组的电动势及其内阻.给定的器材如下:
A.电流表G(满偏电流10 mA,内阻10 Ω)
B.电流表A(0~0.6 A~3 A,内阻未知)
C.滑动变阻器R0(0~100 Ω,1 A)
D.定值电阻R(阻值990 Ω)
E.多用电表F.开关与导线若干
(1)某同学首先用多用电表的直流10 V挡粗略测量电池组的电动势,电表指针如图所示,则该电表读数为___V.
(2)该同学再用提供的其他实验器材,设计了如下图甲所示的电路,请你按照电路图在图乙上完成实物连线.
(3)图丙为该同学根据上述设计的实验电路利用测出的数据绘出的I1-I2图线(I1为电流表G的示数,I2为电流表A的示数),则由图线可以得到被测电池组的电动势E=______V,内阻r=______Ω(保留2位有效数字).
在“测定金属的电阻率”的实验中,若待测金属丝的电阻约为5 Ω,要求测量结果尽量准确,且数据从零开始。提供以下器材供选择:
A.电池组(3 V,内阻1 Ω)
B.电流表(0~3 A,内阻0.012 5 Ω)
C.电流表(0~0.6 A,内阻0.125 Ω)
D.电压表(0~3 V,内阻4 kΩ)
E.电压表(0~15 V,内阻15 kΩ)
F.滑动变阻器(0~20 Ω,允许最大电流1 A)
G.滑动变阻器(0~2 000 Ω,允许最大电流0.3 A)
H.开关、导线若干
(1)实验时应从上述器材中选用________(填写仪器前的字母代号),并画出实验电路图。
(2)测电阻时,电流表、电压表、待测金属丝电阻Rx在组成测量电路时,应采用电流表________(选填“外”或“内”)接法,待测金属丝电阻的测量值比真实值偏________(选填“大”或“小”);
(3)若用螺旋测微器测得金属丝的直径d的读数如下图所示,则读数为________mm;
(4)若用L表示金属丝的长度,d表示直径,测得电阻为R,请写出计算金属丝电阻率的表达式ρ=________.
在如图甲所示的电路中,L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示.当开关S闭合后,电路中的总电流为0.25 A,则此时
A.L1两端的电压为L2两端电压的2倍
B.L1消耗的电功率为0.75 W
C.L2的电阻为12 Ω
D.L1、L2消耗的电功率的比值大于4∶1