如图所示,两条平行的金属导轨相距L=1 m,金属导轨的倾斜部分与水平方向的夹角为37°,整个装置处在竖直向下的匀强磁场中.金属棒MN和PQ的质量均为m=0.2 kg,电阻分别为RMN=1 Ω和RPQ=2 Ω.MN置于水平导轨上,与水平导轨间的动摩擦因数μ=0.5,PQ置于光滑的倾斜导轨上,两根金属棒均与导轨垂直且接触良好.从t=0时刻起,MN棒在水平外力F1的作用下由静止开始以a=1 m/s2的加速度向右做匀加速直线运动,PQ则在平行于斜面方向的力F2作用下保持静止状态.t=3 s时,PQ棒消耗的电功率为8 W,不计导轨的电阻,水平导轨足够长,MN始终在水平导轨上运动.求:
(1)磁感应强度B的大小;
(2)0~3 s时间内通过MN棒的电荷量;
(3)求t=6 s时F2的大小和方向;
(4)若改变F1的作用规律,使MN棒的运动速度v与位移x满足关系:v=0.4x,PQ棒仍然静止在倾斜轨道上.求MN棒从静止开始到x=5 m的过程中,系统产生的焦耳量.
如图所示,等腰直角三角形ACD的直角边长为2a,P为AC边的中点,Q为CD边上的一点,DQ=a.在△ACD区域内,既有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场,又有电场强度大小为E的匀强电场,一带正电的粒子自P点沿平行于AD的直线通过△ACD区域,不计粒子的重力.
(1)求电场强度的方向和粒子进入场区的速度大小v0;
(2)若仅撤去电场,粒子仍以原速度自P点射入磁场,从Q点射出磁场,求粒子的比荷;
用图所示的电路测定一种特殊电池的电动势和内阻,它的电动势E约为8 V,内阻r约为30 Ω,已知该电池允许输出的最大电流为40 mA。为防止调节滑动变阻器时造成短路,电路中用了一个定值电阻充当保护电阻,除待测电池外,可供使用的实验器材还有:
A.电流表A(量程为0.05 A、内阻约为0.2 Ω)
B.电压表V(量程为6 V、内阻为20 kΩ)
C.定值电阻R1(阻值为100 Ω、额定功率为1 W)
D.定值电阻R2(阻值为200 Ω、额定功率为1 W)
E.滑动变阻器R3(阻值范围为0~10 Ω、额定电流为2 A)
F.滑动变阻器R4(阻值范围为0~750 Ω、额定电流为1 A)
G.导线和单刀单掷开关若干
(1)为了电路安全及便于操作,定值电阻应该选________;滑动变阻器应该选________。
(填写器材名称)
(2)接入符合要求的用电器后,闭合开关S,调滑动变阻器的阻值,读取电压表和电流表的示数。取得多组数据,作出了如图所示的图线。根据图线得出该电池的电动势E为________V,内阻r为________Ω。(结果保留两位有效数字)
(3)若所给的电压表已被损坏,其他器材均可使用。重新选择器材,设计电路测定该电池的电动势和内阻。请在虚线框中画出设计的电路图并在上面标明选定器材的名称。
在长度测量时,该螺旋测微器读数为__________mm,游标卡尺读数为__________cm
如图所示,S处有一电子源,可向纸面内任意方向发射电子,平板MO垂直于纸面,在纸面内的长度L=4.55cm,O与S间的距离d=4.55cm,MO的延长线ON与SO直线的夹角为θ,板所在平面有电子源的一侧区域有方向垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B=2.0×10-4T,电子质量m=9.1×10-31kg,电量e=-1.6×10-19C,不计电子重力。电子源发射速度v=1.6×106m/s的一个电子,该电子打在板上可能位置的区域的长度为l,则( )
A.θ=90°时,l=4.55cm
B.θ=60°时,cm
C.θ=45°时,l=9.1cm
D.θ=30°时,l=4.55cm
如图所示,间距为L的金属导轨竖直平行放置,空间有垂直于导轨所在平面向里、大小为B的匀强磁场.在导轨上端接一电容为C的电容器,一质量为m的金属棒ab与导轨始终保持良好接触,由静止开始释放,释放时ab 距地面高度为h,(重力加速度为g,一切摩擦及电阻均不计)在金属棒下滑至地面的过程中,下列说法正确的是( )
A.若h足够大,金属棒最终匀速下落
B.金属棒运动到地面时,电容器储存的电势能为mgh
C.金属棒做匀加速运动,加速度为
D.金属棒运动到地面时,电容器储存的电势能为