(10分)如图所示,在xOy坐标系中,两平行金属板如图放置,OD与x轴重合,板的左端与原点O重合,板长L=2m,板间距离d=1m,紧靠极板右侧有一荧光屏。两金属板间电压UAO变化规律如图所示,变化周期为T=2×10-3s,U0=103V,t=0时刻一带正电的粒子从左上角A点,以平行于AB边v0=1000m/s的速度射入板间,粒子电量q=1×10-5C,质量m=1×10-7kg。不计粒子所受重力。求:
(1)粒子在板间运动的时间;
(2)粒子打到荧光屏上的纵坐标;
(3)粒子打到屏上的动能。
(8分)如图所示,在倾角为37°的固定金属导轨上,放置一个长L=0.4m、质量m=0.3kg的导体棒,导体棒垂直导轨且接触良好。导体棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5。金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.50Ω的直流电源,电阻R=2.5Ω,其余电阻不计,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现外加一与导体棒垂直的匀强磁场,(sin37°=0.6,cos37°=0.8 g=10m/s2)求:
(1)使导体棒静止在斜面上且对斜面无压力,所加磁场的磁感应强度B的大小和方向;
(2)使导体棒静止在斜面上,所加磁场的磁感应强度B的最小值和方向。
(8分)如图所示,在竖直向下的匀强电场中,一个质量为m带负电的小球从斜轨道上的A点由静止滑下,小球通过半径为R的圆轨道顶端的B点时恰好不落下来。已知轨道光滑又绝缘,且小球所受的重力是它所受电场力的2倍,求:
(1)A点在斜轨道上的高度h为多少?
(2)小球运动到最低点时对轨道的压力为多少?
(8分)如图所示,电源电动势E=10V,内阻r=1Ω,闭合电键S后,标有“,”的灯泡恰能正常发光,电动机M的电阻R0=4Ω,求:
(1)电源的输出功率P0;
(2)10s内电动机产生的热量Q;
(3)电动机的机械功率。
(8分)如图所示,R为电阻箱,V为理想电压表,当电阻箱读数为R1=2 Ω时,电压表读数为U1=4 V;当电阻箱读数为R2=5 Ω时,电压表读数为U2=5 V.求:
(1)电源的电动势E和内阻r;
(2)当电阻箱R读数为多少时,电源的输出功率最大?最大值Pm为多少?
(12分)某同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率,部分步骤如下:
(1)分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径,某次测量的示数分别如图甲、乙所示,长度为 mm,直径为 mm。
(2)选用多用电表的电阻“×1”挡,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘的示数如图所示,则该电阻的阻值约为 ;
(3)为更精确地测量其电阻,可供选择的器材如下:
电流表A1(量程300mA,内阻约为2);
电流表A2(量程l50mA,内阻约为10);
电压表V1(量程lV,内阻1000);
电压表V2(量程l5V,内阻约为3000);
定值电阻=1000;
滑动变阻器(最大阻值5);
滑动变阻器(最大阻值l000);
电源(电动势约为4V,内阻约为1);
开关,导线若干。
为了使测量尽量准确,测量时电表读数不得小于其量程的1/3,电压表应选 ,电流表应选 ,滑动变阻器应选 。(均填器材代号)
根据你选择的器材,请在图丙所示的线框内画出实验电路图。