如图所示,无限长金属导轨EF、PQ固定在倾角为θ=53o的光滑绝缘斜面上,轨道间距L=1m,底部接入一阻值为R=0.4Ω的定值电阻,上端开口。整个空间有垂直斜面向上的匀强磁场,磁感应强度B=2T.一质量为m=0.5kg的金属棒ab与导轨接触良好,ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.2,ab连入导轨间的电阻r=0.1Ω,电路中其余电阻不计.现用一质量M=2.86kg的物体通过一不可伸长的轻质细绳绕过光滑的定滑轮与ab相连.由静止释放M,当M下落高度h=2.0m时,ab开始匀速运动(运动中ab始终垂直导轨,并接触良好).不计空气阻力,sin53o=0.8,cos53o=0.6,g取10m/s2.求
(1)ab棒沿斜面向上运动的最大速度Vm
(2)ab棒从开始运动到匀速运动的这段时间内流过电阻R的总电荷量q.
(3)ab棒从开始运动到匀速运动的这段时间内电阻R上产生的焦耳热QR
如图所示,在足够长的绝缘板MN上方距离为d的O点处,水平向左发射一个速率为v0,质量为、电荷为的带正电的粒子(不考虑粒子重力)。
(1)若在绝缘板上方加一电场强度大小为、方向竖直向下的匀强电场,求带电粒子打到板上距P点的水平距离(已知);
(2)若在绝缘板的上方只加一方向垂直纸面,磁感应强度的匀强磁场,求:①带电粒子在磁场中运动半径;②若O点为粒子发射源,能够在纸面内向各个方向发射带电粒子(不考虑粒子间的相互作用),求发射出的粒子打到板上的最短时间。
如图所示,光滑绝缘细杆倾斜放置,与水平面夹角为30o,杆上有A、B、C三点,与C点在同一水平面上的O点固定一正电荷Q,且OC=OB,质量为m,电荷量为-q的有孔小球从杆上A点无初速度下滑,已知q<<Q,AB=L,小球滑到B点时的速度大小为,求:
(1)小球由A到B的过程中电场力做的功
(2)A、C两点的电势差
甲同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电动势E及电阻R1和R2阻值.
实验器材有:待测电源E(不计内阻),待测电阻R1,待测电阻R2,电压表V(量程为1.5V,内阻很大),电阻箱R(0-99.99Ω),单刀单掷开关S1,单刀双掷开关S2,导线若干。
(1)先测电阻R1的阻值.请将甲同学的操作补充完整:
A.闭合S1,将S2切换到a,调节电阻箱,读出其示数R0和对应的电压表示数Ul.
B.保持电阻箱示数不变, ,读出电压表的示数U2.
C.则电阻R1的表达式为R1= .
(2)甲同学已经测得电阻Rl=4.80Ω,继续测电源电动势E和电阻R2的阻值.该同学的做法是:闭合S1,将S2切换到a,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U,由测得的数据,绘出了如图乙所示的图线,则电源电动势E=______ V,电阻R2=______Ω(保留三位有效数字)。
有一待测的电阻器Rx,其阻值约在40~50Ω之间,实验室准备用伏安法来测量该电阻值的实验器材有:
电压表V(量程0~10V,内电阻约20kΩ);
电流表A1,(量程0~500mA,内电阻约20Ω);
电流表A2,(量程0~300mA,内电阻约4Ω);
滑动变阻器R1(最大阻值为10Ω,额定电流为2A);
滑动变阻器R2(最大阻值为250Ω,额定电流为0.1A);
直流电源E(电动势为9V,内电阻约为0.5Ω);
开关及若干导线.
实验要求电表读数从零开始变化,并能多测出几组电流、电压值,以便画出I﹣U图线.
(1)电流表应选用 .
(2)滑动变阻器选用 (选填器材代号).
(3)请在如图所示的方框内画出实验电路图.
在如图所示的倾角为θ的光滑斜面上,存在着两个磁感应强度大小均为B的强磁场区域,区域I的磁场方向垂直斜面向上,区域II的磁场方向垂直斜面向下,磁场的宽度HP及PN均为L,一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形导线框,由静止开始沿斜面下滑,t1时刻ab边刚越过GH进入磁场I区域,此时导线框恰好以速度v1做匀速直线运动;t2时刻ab边下滑到JP与MN的中间位置,此时导线框又恰好以速度v2做匀速直线运动。重力加速度为g,下列说法中正确的是( )
A.当ab边刚越过JP时,导线框具有加速度大小为
B.导线框两次匀速直线运动的速度v1:v2=4:1
C.从t1到t2的过程中,导线框克服安培力做功的大小等于电路中产生的焦耳热
D.从t1到t2的过程中,有+机械能转化为电能