如图所示,直角坐标系xOy位于竖直平面内,在-3 m≤x≤0的区域内有磁感应强度大小B=4.0×10-2 T、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,其左边界与x轴交于P点;在x>0的某区域内有电场强度大小E=3.2×104 N/C、方向沿y轴正方向的有界匀强电场,其宽度d=2 m。一质量m=4.0×10-25 kg、电荷量q=-2.0×10-17 C的带电粒子从P点以速度v=4.0×106 m/s,沿与x轴正方向成α=60°角射入磁场,经电场偏转最终通过x轴上的Q点(图中未标出),不计粒子重力。求:
(1)带电粒子在磁场中运动的半径和时间;
(2)当电场左边界与y轴重合时Q点的横坐标;
(3)若只改变上述电场强度的大小,要求带电粒子仍能通过Q点,试讨论电场强度的大小E′与电场左边界的横坐标x′的函数关系。
如图所示,光滑水平轨道与半径为R的光滑竖直半圆轨道在B点平滑连接,在过圆心O的水平界面MN的下方分布有水平向右的匀强电场.现有一质量为m、电荷量为+q的小球从水平轨道上A点由静止释放,小球运动到C点离开圆轨道后,经界面MN上的P点进入电场(P点恰好在A点的正上方,如图所示,小球可视为质点,小球运动到C点之前电荷量保持不变,经过C点后电荷量立即变为零).已知A、B间距离为2R,重力加速度为g,在上述运动过程中,求:
(1)小球经过C点的速度大小
(2)小球经过半圆轨道上与圆心O等高处D点的速度大小
(3)电场强度E的大小
(4)小球在圆轨道上运动时的最大速率
如图,放置在水平面内的平行金属框架宽为L=0.4m,金属棒置于框架上,并与两框架垂直.整个框架位于竖直向下、磁感强度B=0.5T的匀强磁场中,电阻R=0.09Ω,金属棒电阻为0.01Ω,阻力忽略不计,当在水平向右的恒力F作用下以2.5m/s的速度向右匀速运动时,求:
(1)判断哪点电势高.
(2)求回路中的感应电流.
(3)电阻R上消耗的电功率
(4)恒力F做功的功率.
如图所示,在倾角为θ=30°的斜面上,固定一宽L=0.25m的平行金属导轨,在导轨上端接入电源和滑动变阻器R.电源电动势E=12V,内阻r=1Ω,一质量m=20g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好.整个装置处于磁感强度B=0.80T、垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计)。金属棒与金属导轨间的最大静摩擦力为0.05N,取g=10m/s2,要保持金属棒在导轨上静止,滑动变阻器R接入电路中的阻值可能为多少。
在“研究电磁感应现象”的实验中,首先按图(a)接线,以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系.当闭合S时,观察到电流表指针向左偏,不通电时电流表指针停在正中央.然后按图(b)所示将电流表与副线圈B连成一个闭合回路,将原线圈A、电池、滑动变阻器和电键S串联成另一个闭合电路.
(1)S闭合后,将螺线管A(原线圈)插入螺线管B(副线圈)的过程中,电流表的指针将______偏转.
(2)线圈A放在B中不动时,指针将________偏转.
(3)线圈A放在B中不动,将滑动变阻器的滑片P向左滑动时,电流表指针将________偏转.(选填“向左”、“向右”或“不”)
指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器。
(1)如下图1所示为某同学设计的多用电表的原理示意图。虚线框中S为一个单刀多掷开关,通过操作开关,接线柱B可以分别与触点1、2、3接通,从而实现使用多用电表测量不同物理量的不同功能。关于此多用电表,下列说法中正确的是(_________)。(选填选项前面的字母)
A.当S接触点1时,多用电表处于测量电流的挡位,其中接线柱B接的是黑表笔
B.当S接触点2时,多用电表处于测量电压的挡位,其中接线柱B接的是黑表笔
C.当S接触点2时,多用电表处于测量电阻的挡位,其中接线柱B接的是黑表笔
D.当S接触点3时,多用电表处于测量电压的挡位,其中接线柱B接的是红表笔
图1 图2
(2)用实验室的多用电表进行某次测量时,指针在表盘的位置如图2所示。
A.若所选挡位为直流50mA挡,则示数为_______mA。
B.若所选挡位为电阻×10Ω挡,则示数为_______;
(3)用表盘为图2所示的多用电表正确测量了一个约15Ω的电阻后,需要继续测量一个阻值约2kΩ的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前,请选择以下必须的步骤,并按操作顺序逐一写出步骤的序号:(________________)。
A.将红表笔和黑表笔接触
B.把选择开关旋转到“×100”位置
C.把选择开关旋转到“×1k”位置
D.调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点