如图甲所示,两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距 L=1m,导轨平 面与水平面的夹角θ=37°,下端连接阻值 R=1Ω的电阻;质量 m=1kg、阻值 r=1Ω的匀质金属棒 cd 放在两导轨上,到导轨最下端的距离L1=1m,棒与导轨 垂直并保持良好接触,与导轨间的动摩擦因数μ=0.9。整个装置处于与导轨平面 垂直(向上为正)的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化的情况如图乙所示。认 为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,已知在 0~1.0s 内,金属棒 cd 保持静止,取 sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2。
(1)求 0~1.0s 内通过金属棒 cd 的电荷量;
(2)求 t=1.1s 时刻,金属棒 cd 所受摩擦力的大小和方向;
(3)1.2s 后,对金属棒 cd 施加一沿斜面向上的拉力 F,使金属棒 cd 沿斜面向上 做加速度大小的匀加速运动,请写出拉力 F 随时间 t′(从施加 F 时开 始计时)变化的关系式。
如图所示,M、N 为加速电场的两极板,M 板中心有一小孔Q,其正上方有一圆心为O、半径R1=2m 的圆形区域,另有一内径为R1 外径R2=4m 的同心环形匀强磁场区域,区域边界与 M板相切于 Q 点,磁感应强度大小,方向垂直于纸面向里。一比荷 q/m= 1×108C/ kg的带正电粒子从紧邻N 板上的P 点由静止释放,经加速后通过小孔Q,垂直进入环形磁场区域。P、Q、O 三点在同一竖直线上,不计粒子重力,且不考虑粒子的相对论效应。
(1)若加速电压U0=2×104V,求粒子刚进入环形磁场时的速率v0;
(2)要使粒子能进入中间的圆形区域,加速电压U 应满足什么条件?
如图所示,在水平地面上固定一倾角θ=30°的粗糙斜面,一质量为 m 的小 物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面匀减速上滑高度 H 后停止,在上滑的过 程中,其加速度和重力加速度 g 大小相等。求:
(1)小物块与斜面间的动摩擦因数μ;
(2)该过程中系统由于摩擦产生的热量 Q。
一物体从静止于 h=140m 高空的气球上自由落下,下落 t1=2s 后降落伞张 开,此后该物体匀速下落。取,不计空气对物体的阻力。求该物体 落到地面所用的时间 t。
某同学利用图示装置练习使用多用电表。
(1)测所接电源的电动势 E:将多用电表的选择开关旋到_______挡并选择适当量程,把开关 S1 打____________填“a”或“b”),开关 S2 打向__________(填“c” 或“d”),读出并记下电表的示数,然后断开 S1 和 S2。
(2)测定值电阻的阻值 R(约为 1000Ω):将多用电表的选择开关旋到欧姆挡的_______(填“1×”、“×10”、“×100”或“×1k”)挡并进行欧姆调零,把开关 S1打向__________(填“a”或“b”),开关 S2 打向__________(填“c”或“d”),读出并记 下电表的示数,然后断开 S1 和 S2。
(3)测电阻 R 中通过的电流 I:将多用电表的选择开关旋到直流“10mA”挡,把 开关 S1 打向 a,开关 S2 打向_______________________________(填“c”或“d”),读出并记下电表的示数, 然后断开 S1 和 S2。
图示为用落体法验证机械能守恒定律的实验装置示意图。现有的器材为:带 铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平、米尺和低压交流 电源。
(1)若打点计时器所接交流电源的频率为 50Hz,则打点计时器每隔____________s打一个点;
(2)本实验误差产生的原因主要有____________(写出一个原因即可)。