某学生设想一种带电颗粒的速率分选装置,其原理如图所示。两水平金属极板之间产生竖直向上的匀强电场,场强大小为E。在两极板间右下角MNQP矩形区域内还存在水平向里的匀强磁场,水平线O′O是磁场的中心线。发射器从电场边缘O′点沿水平方向、以不同的速率不断发出相同的带电颗粒,这些颗粒恰好都能沿直线运动,直到进入磁场区域,其中速率为v0的颗粒被磁场偏转后刚好打在收集板上的N点。已知MN=3d,MP=2d,重力加速度为g,不计颗粒间的相互作用。求
(1)这些带电颗粒的比荷;
(2)磁感应强度B的大小;
(3)在收集板上,以O为原点建立向上的坐标轴y,可用坐标y表示颗粒打在收集板上的位置,请推导出颗粒速度v <v0时y-v的关系式。
如图所示,质量为m=0.5kg的小球用长为r=0.4m的细绳悬挂于O点,在O点的正下方有一个质量为m1=1.0kg的小滑块,小滑块放在一块静止在光滑水平面上、质量为m2=1.0kg的木板左端。现将小球向左上方拉至细绳与竖直方向夹角θ=60°的位置由静止释放,小球摆到最低点与小滑块发生正碰并被反弹,碰撞时间极短,碰后瞬间细绳对小球的拉力比碰前瞬间的减小了△T=4.8N,而小滑块恰好不会从木板上掉下。已知小滑块与木板之间的动摩擦因数为μ=0.12,不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2。求:
(1)碰后瞬间小球的速度大小;
(2)木板的长度。
如图所示,质量为M的斜面放置在水平地面上,其倾角为θ。当将质量为m的物块放在斜面上后,轻推一下,物块恰好能自行匀速下滑。当在斜面底端给该物块某个沿斜面向上的初速度,使物块向上滑到斜面顶端时恰好停下,此过程物块运动的时间为t,而斜面处于静止状态。重力加速度为g,求:
(1)物块与斜面之间的动摩擦因数;
(2)斜面的长度;
(3)物块沿斜面向上滑动过程中,地面对斜面的支持力和摩擦力的大小。
如图,质量m=0.2kg、长度L=1.0m的水平导体棒MN,用两根劲度系数均为k=100N/m的竖直绝缘轻弹簧悬挂起来,导体棒置于水平向里的匀强磁场中。当导体棒中通以大小为I=5A的电流,并处于静止时,两弹簧恰好都恢复到原长状态。(重力加速度g取10m/s2)
(1)求匀强磁场磁感应强度B的大小;
(2)欲使导体棒下移1.5cm后能重新处于静止状态,应当通入什么方向、多大的电流。
某同学想用伏安法测定一个电池的电动势和内阻,实验室的老师给他如下这些器材:
①电压表V(量程0~15V,内阻约15kΩ);
②电流表A(量程0~3.0A,内阻约0.5Ω);
③滑动变阻器R(0~100Ω,2.5A);
④定值电阻R0(3Ω,2.5A);
⑤开关,导线若干。
实验后该同学用所测得的数据,已在U-I坐标中描好了数据点,如图乙所示,请完成下列问题:
(1)为了尽可能地减小误差,请在图甲的基础上将本实验的电路图设计完整______。
(2)由图乙可求得该电源电动势E=______ V,内阻r=______Ω。(结果保留一位小数)
(3)关于该实验方法引起的系统误差,下列分析正确的是_______。
A.由于电压表A的分压作用,导致E和r的测量值均偏大
B.由于电压表A的分压作用,导致E和r的测量值均偏小
C.由于电压表V的分流作用,导致E和r的测量值均偏大
D.由于电压表V的分流作用,导致E和r的测量值均偏小
如图甲为验证机械能守恒定律的实验装置,图乙是该实验得到的一条点迹清晰的纸带,已知所用交流电源的频率为50 Hz。现要取A到B过程来验证实验。
①若x1、x2数据已测出,则实验还必需要测出的物理量是___________________;
②若测得x2=5.20 cm,则在纸带上打下计数点B时的速度υB=______m/s;
③该同学经过测量计算后,作出重锤重力势能减少量ΔEp和动能增加量ΔEk随重锤下落高度h变化的图线如图丙中a、b所示,比较这两条图线可知在实验误差允许的范围内,重锤下落过程机械能守恒,其理由是______________________。