如图所示,真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场.在电场中,若将一个质量为m、带正电的小球由静止释放,运动中小球的速度与竖直方向夹角为37°(取sin37°=0.6,cos37°=0.8)。现将该小球从电场中某点以初速度v0。竖直向上抛出。求运动过程中:
(1)小球受到的电场力的大小及方向;
(2)小球从抛出点至最高点的电势能变化量;
(3)小球的最小速度的大小及方向。
如图,竖直平面内,两竖直直线MN、PQ间(含边界)存在竖直向上的匀强电场和垂直于竖直平面向外的匀强磁场,MN、PQ间距为d,电磁场上下区域足够大。一个质量为m,电量为q的带正电小球从左侧进入电磁场,初速度v与MN夹角θ=60°,随后小球做匀速圆周运动,恰能到达右侧边界PQ并从左侧边界MN穿出。不计空气阻力,重力加速度为g。求:
(1)电场强度大小E;
(2)磁场磁感应强度大小B;
(3)小球在电磁场区域运动的时间。
质量为m的杂技演员(可视为质点)抓住一端固定于O点的不可伸长绳子,从距离水平安全网高度为h的A点由静止开始运动,A与O等高。运动到绳子竖直时松开绳子,落到安全网上时与A点的水平距离也为h,不计空气阻力,求:
(1)松开绳子前瞬间绳子拉力的大小;
(2)O、A之间的距离。
某实验小组的同学准备探究某个灯泡的伏安特性曲线,所用器材如下:
A.待测电灯泡一只,额定电压为2.5V,额定功率为1.5W.
B.电压表:量程为300mV,内阻为300Ω
C.电压表:量程为15V,内阻为6kΩ
D.电流表:量程为0.6A,内阻约为0.1Ω
E.电流表:量程为300mA,内阻约为1Ω
F.滑动变阻器:最大阻值为200Ω,最大电流为0.2A
G.滑动变阻器:最大阻值为10Ω,最大电流为1A
H.定值电阻,阻值为2700Ω
I.电动势为4.5V的直流电源一个,开关一个,导线若干
(1)实验中电压表应选______,电流表应选______,滑动变阻器应选______。(填写器材前的字母代号)
(2)请在图1虚线框中画出该实验的电路图__________。
(3)该小组的同学通过实验作出了小灯泡的伏安特性曲线,若将小灯泡直接与电动势E=3.0V,内阻r=7.5Ω的电源相连,则小灯泡的功率为______ W。(结果均保留2位有效数字)
小明在研究由某种新材料制成的圆柱体电学元件(图甲所示)的过程中,进行了如下操作:
(1) 用20分度的游标卡尺测量其长度如图乙所示,由图可知其长度为________mm,用螺旋测微器测量其直径如图丙所示,其直径为________mm;
一个半径为R的绝缘光滑的圆环竖直放置在方向水平向右的、场强为E的匀强电场中,如图所示,环上a、c是竖直直径的两端,b、d是水平直径的两端,质量为m的带电小球套在圆环上,并可以沿环无摩擦滑动.已知小球自a点由静止释放,沿abc运动到d点时的速度恰好为零.由此可知,下列说法正确的是( )
A. 小球在d点时的加速度为零
B. 小球在d点时的电势能最大
C. 小球在b点时的机械能最大
D. 小球在运动中动能的最大值为(1+)mgR