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如图所示,竖直平面内的直角坐标系xoy中,在x<0的区域内存在竖直方向的匀强电场...

如图所示,竖直平面内的直角坐标系xoy中,在x<0的区域内存在竖直方向的匀强电场(图中未画出),第三象限内平行于y轴的虚线左侧区域I中还存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场.有一长为8.5L的绝缘粗糙直杆沿与x轴正方向成37°固定放置,其PQ段中点恰好与坐标原点O重合,端点Q在区域I的边界上.质量为m量为qq>0)的小球(可视为质点)穿在直杆上,小球可在杆上自由滑动.将小球从P点静止释放,小球沿杆运动,随后从Q端离开直杆进入区域I,小球在区域I中恰好做匀速圆周运动,一段时间后垂直穿过x轴.已知PQ段长度为L,小球和杆之间的动摩擦因数0.5整个过程中小球所带电荷量不变,重力加速度为gsin37°=0.6cos37°=0.8 .

1)场强的大小及方向;

2)磁感应强度的大小;

3)若改变小球在直杆上静止释放的位置,求小球从Q点经磁场偏转后直接到达x轴的时间.

 

(1)(2)(3)~ 【解析】(1)进入区域I后改为匀速圆周运动 ① ② E方向向上 (2)小球从A到O ③ ④ 从O到B,小球做匀速直线运动, ⑤ 入图,磁场中圆周运动的半径 ⑥ ⑦ 由上得 ⑧ (3)经过分析知,小球的释放位置只能在第一象限,提高小球的释放位置,其初速度增大,必可达到x轴。降低小球的释放位置,其进入磁场的半径减小,最小半径为与x轴相切。当从最高点释放时: 小球到达o点时的速度 ⑨ ⑩ 由④⑤⑥⑦⑨⑩得: 如图,有: 由相似三角形的知识知, 则,此圆弧的圆心度 (此处由正弦定理亦可求解) 当小球与轴相切时,如图圆心角 圆周运动周期 则由⑨~⑩知时间为: ~  
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考点分析:
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如图所示,在粗糙水平面上A点固定一半径R=0.2m的竖直光滑圆弧轨道,底端有一小孔.在水平面上距As=1mB点正上方O处,用长为L=0.9m的轻绳悬挂一质量M=0.1kg的小球甲,现将小球甲拉至图中C位置,绳与竖直方向夹角60°.静止释放小球甲,摆到最低点B点时与另一质量m=0.05kg的静止小滑块乙(视为质点)发生完全弹性碰撞.碰后小滑块乙在水平面上运动到A点,并无碰撞地经过小孔进入圆弧轨道,当小滑块乙进入圆轨道立即关闭小孔.g=10m/s2

1)求甲、乙碰前瞬间小球甲的速度大小;

2)若小滑块乙进入圆轨道后的运动过程中恰好不脱离圆弧轨道,求小滑块乙与水平面的动摩擦因数

 

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某同学利用图甲电路测量自来水的电阻率,其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管,细管上加有阀门K以控制管内自来水的水量,玻璃管两端接有导电活塞(活塞电阻可忽略),右侧活塞固定,左侧活塞可自由移动.实验器材还有:电源(电动势约为3 V,内阻不可忽略),两个完全相同的电流表A1 A2(量程为3mA,内阻不计),电阻箱R(最大阻值9999 Ω),定值电阻R0(可供选择的阻值有100Ω1 kΩ10 kΩ),开关S,导线若干,刻度尺.

实验步骤如下:

A.测得圆柱形玻璃管内径d=20mm

B.向玻璃管内注满自来水,并用刻度尺测量水柱长度L

C.连接好电路,闭合开关S,调整电阻箱阻值,读出电流表A1 A2示数分别记为I1I2,记录电阻箱的阻值R

D.改变玻璃管内水柱长度,多次重复实验步骤B、C,记录每一次水柱长度L和电阻箱阻值R  

E.断开S,整理好器材.

1)为了较好的完成该实验,定值电阻R0应选________________

2)玻璃管内水柱的电阻Rx的表达式Rx=__________(用R0 RI1I2表示);

3)若在上述步骤C中每次调整电阻箱阻值,使电流表A1 A2示数均相等,利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻箱阻值R的数据,绘制出如图乙所示的RL关系图象,则自来水的电阻率ρ=______Ω·m(保留两位有效数字).在用本实验方法测电阻率实验中,若电流表内阻不能忽略,则自来水电阻率测量值与上述测量值相比将__________(选填:“偏大”、“不变”或“偏小”).

 

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某同学设计了如图甲所示的实验装置来验证动能定理.一个电磁铁吸住一个小钢球,将电磁铁断电后,小钢球由静止开始向下加速运动.小钢球经过光电门,计时装置记录小钢球通过光电门1和光电门2的挡光时间分别为t1t2,用刻度尺测得两光电门中心之间的距离为h,已知当地重力加速度为g

1)该同学用游标卡尺测量了小钢球的直径,结果如下图乙所示,小钢球的直径d____cm

2)小钢球通过光电门1时的速度大小为______________

3)若上述测量的物理量满足关系式______________________________,则动能定理得以验证(2、3问用所测物理量的字母表示)

 

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如图甲所示,真空中水平放置两块长度为2d的平行金属板PQ两板间距为d,两板间加上如图乙所示最大值为U0的周期性变化的电压.在两板左侧紧靠P板处有一粒子源A,自t=0时刻开始连续释放初速度大小为v0方向平行于金属板相同带电粒子. t=0时刻释放粒子恰好从Q板右侧边缘离开电场.已知电场变化周期,粒子质量为m,不计粒子重力及相互间的作用力.则

A. t=0时刻进入的粒子离开电场时速度大小仍为v0

B. 粒子的电荷量为

C. 时刻进入的粒子离开电场时电势能减少了

D. 时刻进入的粒子刚好从P板右侧边缘离开电场

 

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如图所示,两根足够长光滑平行金属导轨间距l0.9m,与水平面夹角θ30°,正方形区域abcd内有匀强磁场,磁感应强度B2T,方向垂直于斜面向上.甲、乙是两根质量相同、电阻均为R=4.86Ω的金属杆,垂直于导轨放置.甲置于磁场的上边界ab处,乙置于甲上方l处.现将两金属杆由静止同时释放,并立即在甲上施加一个沿导轨方向的拉力F,甲始终以a5m/s2的加速度沿导轨匀加速运动,乙进入磁场时恰好做匀速运动,g10m/s2.则

A. 穿过磁场过程中拉力F不变

B. 每根金属杆的质量为0.2kg

C. 穿过磁场过程中安培力的功率是2W

D. 穿过磁场过程中,通过整个回路的电荷量为C

 

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