(16分)如图所示的电路中,两平行金属板A、B水平放置,极板长L=80 cm,两板间的距离d=40 cm。电源电动势E=40V,内电阻r=lΩ,电阻R=15Ω,闭合开关S,待电路稳定后,将一 带负电的小球从B板左端且非常靠近B板的位置以初速度vo=4 m/s水平向右射入两板间,该小球可视为质点。若小球带电量 q=l×10-2C,质量为 m=2×10-2kg,不考虑空气阻力,电路中电压表、电流表均是理想电表。若小球恰好从A板右边缘射出(g取10 m/s2)。求:
(1)滑动变阻器接入电路的阻值为多少?
(2)此时电流表、电压表的示数分别为多少?
(3)此时电源的输出功率是多少?
(16分)如图所示,空间存在着场强为E=2.5×102 N/C、方向竖直向上的匀强电场,在电场内一长为L=0.5 m的绝缘细线,一端固定在O点,另一端拴着质量为m=0.5 kg、电荷量为q=4×10-2C的小球.现将细线拉直到水平位置,使小球由静止释放,当小球运动到最高点时细线受到的拉力恰好达到它能承受的最大值而断裂.取g=10 m/s2.求:
(1)细线能承受的最大拉力;
(2)当细线断裂后,小球继续运动到与O点水平方向距离为L时,小球距O点的高度.
在一次实验技能比赛中,一同学设计了如图甲所示电路来测电源的电动势和内阻.该同学选好器材后,用导线将各器材连接成如图乙所示实物连线电路(图甲是其电路原理图),其中R0是保护电阻.
(1)该同学在闭合电键后,发现电压表无示数,电流表有示数,在选用器材时,除了导线外,其他器材经检测都是完好的,则出现故障的原因是______________(请用接线柱处的字母去表达).
(2)该同学测量时记录了6组数据,并根据这些数据画出了U-I图线如图所示.
根据图线求出电源的电动势E=________V,内阻r=________Ω.
(3)若保护电阻R0的阻值未知,该电源的电动势E、内电阻r已经测出,在图乙的电路中只需改动一条线就可测量出R0的阻值.该条线是________,需改接为________.改接好后,调节滑动变阻器,读出电压表的示数为U、电流表示数为I,电源的电动势用E表示,内电阻用r表示,则R0=________.
(1)实验室进了一批金属电阻丝,某同学想通过实验测定该材料的电阻率,他设计了如图甲所示的原理图,根据图甲将实物图乙连接好.
(2)其主要实验步骤如下:
①用螺旋测微器测金属丝的直径,测量结果如图丙所示,则金属丝的直径大小为 D=________mm.
②适当取出一段样品材料,然后按原理图甲连接好实验器材.
③用毫米刻度尺测量出接入实验电路中的金属丝的长度,某次测量中刻度尺的示数如图丁所示,则金属丝长度为L=________cm.
④改变接入实验电路中金属丝的长度,重复实验多次.
(3)根据实验中的数据,最后得到了如图所示的R-L图象,R为R0与金属丝的总电阻,由图象可求得金属丝的电阻率ρ=________Ω·m.
有一静电场,其电势随x坐标的改变而改变,变化的图线如图所示.若将一带负电的粒子(重力不计)从坐标原点O由静止释放,电场中P、Q两点的横坐标分别为1 mm、4 mm.则下列说法正确的是( )
A.粒子将沿x轴正方向一直向前运动
B.粒子经过P点与Q点时,加速度大小相等、方向相反
C.粒子经过P点与Q点时,动能相等
D.粒子经过P点与Q点时,电场力做功的功率相等
如图所示,电源电动势E=3 V,小灯泡L标有“2 V,0.4 W”,开关S接1,当变阻器调到R=4 Ω时,小灯泡L正常发光;现将开关S接2,小灯泡L和电动机M均正常工作。则 ( )
A.电源内阻为1 Ω B. 电动机的内阻为4 Ω
C.电动机正常工作电压为1 V D. 电源效率约为93.3%