国标(GB/T)规定自来水在15℃时电阻率应大于13 Ω·m。某同学利用图甲电路测量15℃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),右活塞固定,左活塞可自由移动。实验器材还有:
电源(电动势约为3 V,内阻可忽略); 电压表V1(量程为3 V,内阻很大);
电压表V2(量程为3 V,内阻很大);定值电阻R1(阻值4 kΩ);
定值电阻R2(阻值2 kΩ);电阻箱R(最大阻值9 999 Ω);
单刀双掷开关S;导线若干;游标卡尺;刻度尺。
实验步骤如下:
A.用游标卡尺测量玻璃管的内径d;
B.向玻璃管内注满自来水,并用刻度尺测量水柱长度L;
C.把S拨到1位置,记录电压表V1示数;
D.把S拨到2位置,调整电阻箱阻值,使电压表V2示数与电压表V1示数相同,记录电阻箱的阻值R;
E.改变玻璃管内水柱长度,重复实验步骤C、D,记录每一次水柱长度L和电阻箱阻值R;
F.断开S,整理好器材。
(1)测玻璃管内径d时游标卡尺示数如图乙,则d=_______ mm;
(2)玻璃管内水柱的电阻值Rx的表达式为:Rx=_______ (用R1、R2、R表示)。
(3)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,绘制出如图丙所示的关系图象。则自来水的电阻率ρ=_______Ω·m(保留两位有效数字)。
(4)本实验中若电压表V1内阻不是很大,则自来水电阻率测量结果将_____(填“偏大”“不变”或“偏小”)。
某同学在家中找到两根一样的轻弹簧P和Q、装有水总质量m=1kg的矿泉水瓶、刻度尺、量角器和细绳等器材,设计如下实验验证力的平行四边形定则,同时测出弹簧的劲度系数k。其操作如下:
a.将弹簧P上端固定,让其自然下垂,用刻度尺测出此时弹簧P的长度L0=12.50cm;
b.将矿泉水瓶通过细绳连接在弹簧P下端,待矿泉水瓶静止后用刻度尺测出此时弹簧P的长度L1,如图甲所示,则L1=_____cm;
c.在细绳和弹簧Q的挂钩上涂抹少许润滑油,将细绳搭在挂钩上,缓慢的拉起弹簧Q,使弹簧P偏离竖直方向夹角为60°,测出弹簧Q的长度为L2及其轴线与竖直方向夹角为θ,如图乙所示;
(1)取重力加速度g=10m/s2,则弹簧P的劲度系数k=_____;
(2)若要验证力的平行四边形定则,L2和θ需满足的条件是L2=_____cm,θ=_____。
如图所示电路中,电源电动势为E,内阻为r,电压表和电流表均为理想表。现闭合开关S,将变阻器的滑片向左移动时,下列判断正确的是( )
A. 电容器两极板间的电场强度变大,电容器的带电量减小
B. 电流表示数减小,电压表示数变大
C. 电压表的示数U和电流表的示数I的比值变大
D. 电源的输出功率一定变小
如图所示,空间存在着竖直向下的匀强电场和垂直于纸面向内的匀强磁场,一带负电小球以初速度v0从O点沿水平直线OO′方向进入场区,恰好做直线运动。只改变初速度大小,下列说法中正确的是( )
A. 若初速度大于v0,则可能从M飞出,运动过程中小球动能减少,机械能增加,电势能减少
B. 若初速度大于v0,则可能从N飞出,运动过程中小球动能增加,机械能减少,电势能增加
C. 若初速度小于v0,则可能从N飞出,运动过程中小球动能增加,机械能减少,电势能增加
D. 若初速度小于v0,则可能从M飞出,运动过程中小球动能减少,机械能增加,电势能减少
人类向宇宙空间发展最具可能的是在太阳系内地球附近建立“太空城”.设想中的一个圆柱形太空城,其外壳为金属材料,长1600 m,直径200 m,内壁沿纵向分隔成6个部分,窗口和人造陆地交错分布,陆地上覆盖1.5 m厚的土壤,窗口外有巨大的铝制反射镜,可调节阳光的射入,城内部充满空气,太空城内的空气、水和土壤最初可从地球和月球运送,以后则在太空城内形成与地球相同的生态环境.为了使太空城内的居民能如地球上一样具有“重力”,以适应人类在地球上的行为习惯,太空城将在电力的驱动下,绕自己的中心轴以一定的角速度转动.如图为太空城垂直中心轴的截面,以下说法正确的有
A. 太空城内物体所受的“重力”一定通过垂直中心轴截面的圆心
B. 人随太空城自转所需的向心力由人造陆地对人的支持力提供
C. 太空城内的居民不能运用天平准确测出质量
D. 太空城绕自己的中心轴转动的角速度越大,太空城的居民受到的“重力”越大
如图所示,一充电后的平行板电容器的两极板水平放置,板长为L,板间距离为d,距板右端L处有一竖直屏M。一带电荷量为q、质量为m的质点以初速度v0沿中线射入两板间,最后垂直打在M上,则下列结论正确的是(已知重力加速度为g)( )
A. 板间电场强度大小为
B. 两极板间电压为
C. 整个过程中质点的重力势能增加
D. 若仅增大两极板间距,则该质点不可能垂直打在M上