某种回旋加速器的设计方案如图甲所示,图中粗黑线段为两个正对的极板,两个极板的板面中部各有一狭缝(沿OP方向的狭长区域),带电粒子可通过狭缝穿越极板(如图乙所示),当带电粒子每次进入两极板间时,板间电势差为U(下极板高于上极板电势),当粒子离开两极板后,级间电势差为零;两细虚线间(除开两极板之间的区域)既无电场也无磁场;其他部分存在匀强磁场,磁感应强度方向垂直于纸面。在离子源S中产生的质量为m、电荷量为q(q>0)的离子,由静止开始被电场加速,经狭缝中的O点进入磁场区域,O点到极板右端的距离为D,到出射孔P的距离为4D。已知磁感应强度大小可以在零到某一最大值之间调节,离子从离子源上方的O点射入磁场区域,最终只能从出射孔P射出。假设如果离子打到器壁或离子源外壁则即被吸收。忽略相对论效应,不计离子重力,求:
(1)磁感应强度可能的最小值;
(2)调节磁感应强度大小为B1=,计算离子从P点射出时的动能;
(3)若将磁感应强度在(, )范围内调节,写出离子能从P点射出时该范围内磁感应强度B所有的可能值;并计算磁感应强度B2=时,离子在磁场中运动的时间。
如图所示,质量m=2kg的物块(可视为质点)静止于高出水平地面h=1.8m的粗糙平台上的A点,现用F=12N的水平恒力拉物块一段时间后撤去,物块继续滑行一段位移后从平台边缘上的B点飞出,落地点与平台右边缘的水平距离x=1.2m。A、B两点间的距离L=13m,物块与台面间的动摩擦因数=0.1,空气阻力不计,取g=10m/s2。求:
(1)物块离开平台时的速度大小v;
(2)力F作用的时间t。
某物理兴趣小组想测量某玩具汽车的电池(电动势约为1.5V,内阻约为1Ω)的电动势和内阻。
(1)张同学用电压表直接接在该电池两端,粗略测量电池的电动势,这样测出的电动势比真实值_____(填“偏大”或“偏小”)
(2)李同学按照图甲所示电路,选定合适的器材,正确连接好实验电路。已知滑动变阻器的最大阻值远大于保护电阻R0的阻值。闭合开关后,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电压表的示数几乎不变,而电流表的示数几乎为零。若电路中只有一处故障,则该故障可能是______。(填选项前的字母)
A.b、c间断路
B.、b间短路
C.保护电阻R0断路
(3)王同学利用图乙所示电路测量电池的电动势和内阻,经正确操作后得到几组数据,并根据这几组数据作出电压表示数U的倒数随变阻器R的阻值的倒数变化的规律如图丙所示。由图象可知,该电池的电动势为______V,内阻为______Ω。(结果均保留两位有效数字)
某同学利用图甲所示装置验证机械能守恒定律。
(1)该同学用10分度游标卡尺测量钢球的直径,测量结果如图乙所示,则钢球的直径d=_______cm。
(2)他将钢球自A点由静止释放,计时装置测得钢球通过光电门B的时间t=2.80ms,则钢球通过光电门B时的速度大小为_______m/s。(结果保留三位有效数字)
(3)他用毫米刻度尺测得A、B间的距离为h,已知当地的重力加速度大小为g,则只需等式gh=_____成立,就说明钢球下落过程中机械能守恒。(用题目中涉及的物理量符号表示)
如图所示,轻弹簧一端固定于倾角为(<45°)的光滑斜面(固定)上方的O点,O点到斜面的距离OQ等于弹簧的原长L,弹簧另一端与小滑块(可视为质点)连接。在斜面上移动滑块至P点,使弹簧处于水平状态。现将滑块从P点由静止释放,滑块沿斜面运动到O点正下方M点,该过程中弹簧始终在弹性限度内。重力加速度大小为g,下列说法正确的是
A. 滑块经过Q点时的速度最大
B. 滑块从P点运动到Q点的过程中,其加速度一直在减小
C. 滑块经过M点时的速度大于
D. 滑块从P点运动到Q点过程动能的增量比Q点运动到M点过程动能的增量小
如图所示,质量为3kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上面,质量为2kg的物体B用细线悬挂,A、B间相互接触但无压力。取g=10m/s2。某时刻将细线剪断,则细线剪断瞬间
A. B对A的压力大小为12N
B. 弹簧弹力大小为20N
C. B的加速度大小为4m/s2
D. A的加速度为零