如图甲所示,有一磁感应强度大小为B、垂直纸面向外的匀强磁场,磁场边界OP与水平方向夹角为45°,紧靠磁场右上边界放置长为L,间距为d的平行金属板M、N,磁场边界上的O点与N板在同一水平面上,O1、O2是电场左右边界中点.在两板间存在如图乙所示的交变电场(取竖直向下为正方向).某时刻从O点竖直向上同时发射两个相同的粒子a和b,质量为m,电量为+q,初速度不同.粒子a在图乙中的t=时刻,从O1点水平进入板间电场运动,由电场中的O2点射出.粒子b恰好从M板左端进入电场.(不计粒子重力和粒子间相互作用,电场周期T未知)
求:(1)粒子a、b从磁场边界射出时的速度va、vb;
(2)粒子a从O点进入磁场到射出O2点运动的总时间;
(3)如果交变电场的周期,要使粒子b能够穿出板间电场,求这电场强度大小E0满足的条件.
如图甲所示的是安全恒温饮水机的自动控制电路.左边是一个对水加热的容器,内有密封绝缘可调的电热丝发热器和接触开关S1,只要有水浸没S1,它就会导通.Rx是一个热敏电阻,低温时呈现高电阻,达到高温时(如水的沸点)呈现低电阻.Ry是一个可变电阻,低温时Rx≫Ry,高温(水的沸点)时Rx≪Ry.中方框P内是一个逻辑门,A、B是逻辑门的输入端,Z是输出端.当A、B输入都为高电势时,Z才输出高电势.右边虚线框J内是一个继电器,当Z输出高电势时电磁线圈中有电流,S2被吸动闭合,发热器工作.该加热电路中,电的电动势为220V,内电阻为4Ω,电热丝是一根额定电流为5A、总阻值为220Ω的均匀电阻丝制成的圆环形滑动变阻器,如图乙所示.
(1)根据题意,甲图中方框P是一个__(选填“与”、“或”、“非”)逻辑门,该逻辑门输入信号由水位高低控制的输入端是__,输入信号由水温高低控制的输入端是__.(后两空选填“A”、“B”)
(2)当加热电路安全工作时,电的可能最高效率和可能最大输出功率分别是多少?
如图所示,在光滑绝缘的水平面上,用长为2L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球A和B.A球的带电量为+2q,B球的带电量为﹣3q,两球组成一带电系统.虚线MN与PQ平行且相距3L,开始时A和B分别静止于虚线MN的两侧,虚线MN恰为AB两球连线的垂直平分线.若视小球为质点,不计轻杆的质量,在虚线MN、PQ间加上水平向右的电场强度为E的匀强电场后.试求:
(1)B球刚进入电场时,带电系统的速度大小;
(2)带电系统向右运动的最大距离和此过程中B球电势能的变化量;
(3)带电系统运动的周期.
(1)在“测定金属的电阻率”的实验中,需要用刻度尺测出被测金属丝的长度L,用螺旋测微器测出金属丝的直径d,用电流表和电压表测出金属丝的电阻R。
①请写出测金属丝电阻率的表达式:ρ =__________ (用上述测量的字母表示)
②若实验中测量金属丝的长度时如图所示,则金属丝长度的测量值为L= _______ cm
(2)某同学想通过“测绘小灯泡的伏安特性曲线”的方法来测量一小灯泡的额定功率。所用器材如下:
a.待测小灯泡一只:额定电压为2.5V,电阻约为几欧
b.电压表一只:量程为3V,内阻约为3kΩ
c.电流表一只:量程为0.6A,内阻约为0.1Ω
d.滑动变阻器一只,干电池两节,开关一个,导线若干
①在图甲中补全测量小灯泡额定功率的电路图__________,
②图甲中开关S闭合之前,滑动变阻器的滑片应置于______(选填“A端”、“B端”或“AB正中间”);
③若该同学测量过程中发现电压表损坏,他找来一块万用表代替电压表测量灯泡的电压,则万用表的______(选填“红”、“黑”)表笔应该与灯泡的左端相连。
④该同学通过实验作出了小灯泡的伏安特性曲线,如图乙所示,则小灯泡的额定功率为______W;若将小灯泡直接与电动势E=3.0V,内阻r =7.5Ω的电源相连,小灯泡的功率为______W。(结果均保留两位有效数字)
某实验小组用如图所示的装置探究质量一定时加速度与力的关系。
用铁架台将两块固定有定滑轮的木板架起,木板的右端固定了两个打点计时器,将两个质量相等的小车A、B放置在木板右端,用细线绕过滑轮组后与两小车相连。两条纸带穿过打点计时器后分别与小车连接在一起。将两个打点计时器接在同一个电源上,确保可将它们同时打开或关闭。实验时,甲同学将两小车按住,乙同学先在动滑轮下方挂上一个钩码,再接通电源使打点计时器开始工作。打点稳定后,甲将两辆小车同时释放。在小车撞到定滑轮前,乙断开电源,两打点计时器同时停止工作,取下两条纸带,通过分析处理纸带记录的信息,可以求出两小车的加速度,进而完成实验.请回答以下问题:
(1)下图为小车A后面的纸带,纸带上的0, 1, 2, 3, 4,5, 6为每隔4个打印点选取的计数点,相邻两计数点间的距离如图中标注,单位为cm。打点计时器所用电源的频率为50Hz,则小车A的加速度a1=_____m/s2(结果保留两位有效效字)。同样测出小车B的加速度a2,若a1:a2近似等于_________,就可说明质量一定的情况下,物体的加速度与力成正比。
(2)丙同学提出,不需测出两小车加速度的数值.只量出两条纸带上从第一个打印点到最后一个打印点间的距离x1、x2,也能完成实验探究,若x1:x2近似等于___,也可说明质量一定的情况下,物体的加速度与力成正比,理由是_____________。
(3)下列操作中,对减少实验误差有益的是______
A.换用质量大一些的钩码
B.换用质量大一些的小车
C.调整定滑轮的高度,使牵引小车的细线与木板平行
D.平衡小车运动过程中受到的摩擦力时,将细线与小车连接起来
如图所示,一根长度为2L、质量为m的绳子挂在定滑轮的两侧,左右两边绳子的长度相等。绳子的质量分布均匀,滑轮的质量和大小均忽略不计,不计一切摩擦。由于轻微扰动,右侧绳从静止开始竖直下降,当它向下运动的位移为x时,加速度大小为a,滑轮对天花板的拉力为T。已知重力加速度大小为g,下列a-x、T-x关系图线正确的是
A. B.
C. D.