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、电荷量为q(q>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g,sin37°=0.6,cos37°=0.8 . 求
(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.
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A点s=1m的B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(可视为质点)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后立即关闭小孔.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.
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100Ω、1 kΩ、10 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I1、I2,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、 R、I1、I2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R﹣L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”).
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t1和t2,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)
如图甲所示,真空中水平放置两块长度为2d的平行金属板P、Q,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,方向平行于金属板的相同带电粒子. t=0时刻释放的粒子恰好从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. 在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. 在时刻进入的粒子离开电场时电势能减少了
D. 在时刻进入的粒子刚好从P板右侧边缘离开电场
如图所示,两根足够长光滑平行金属导轨间距l=0.9m,与水平面夹角θ=30°,正方形区域abcd内有匀强磁场,磁感应强度B=2T,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a=5m/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,g=10m/s2.则
A. 甲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. 乙穿过磁场过程中安培力的功率是2W
D. 乙穿过磁场过程中,通过整个回路的电荷量为C