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如图所示,竖直线MN左侧存在水平向右的匀强电场,右侧存在垂直纸面向外的匀强磁场,...

如图所示,竖直线MN左侧存在水平向右的匀强电场,右侧存在垂直纸面向外的匀强磁场,其磁感应强度大小B=π×10-2T,在P点竖直下方、d=处有一垂直于MN的足够大的挡板。现将一重力不计、比荷=1×l06Ckg的正电荷从P点由静止释放,经过t=1×10-4s,电荷以v0=1×104ms的速度通过MN进入磁场。求:

(1)P点到MN的距离及匀强电场的电场强度E的大小;

(2)电荷打到挡板的位置到MN的距离;

(3)电荷从P点出发至运动到挡板所用的时间。

 

(1)0.5m;100N/C(2)0.28m(3)4.67×10-4s 【解析】 (1)根据平均速度公式求解P点到MN的距离;根据牛顿第二定律结合运动公式求解匀强电场的电场强度E的大小; (2)电荷在磁场中做匀速圆周运动,画出运动的轨迹,结合结合关系求解电荷打到挡板的位置到MN的距离; (3)根据几何关系求解电荷在磁场中运动的圆弧所对的圆心角,根据求解时间;根据运动公式求解在电场中的运动时间. (1)电荷在电场中做匀加速直线运动,P点到MN的距离为 解得x=0.5m 由速度公式v0=a∆t 由牛顿第二定律qE=ma 解得E=100N/C (2)电荷在电场中做匀速圆周运动,由牛顿第二定律可得: 解得 运动周期 电荷在电场、磁场中的运动轨迹如图, Q点到挡板的距离为 则,即 A点到MN的距离x=rcos600=m=0.28m. (3)电荷在电场中运动的总时间: 电荷在磁场中运动的圆弧所对的圆心角为 电荷在磁场中运动的总时间 解得 则电荷从P点出发至运动到挡板所需的时间为
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如图甲所示,质量m=1kg的小滑块,从固定的四分之一圆弧轨道的最高点A由静止滑下,经最低点B后滑到位于水平面的木板上,并恰好不从木板的右端滑出。已知圆弧轨道半径R=6m,木板长l=10m,上表面与圆弧轨道相切于B点,木板下表面光滑,木板运动的v—t图象如图乙所示。取g=10 ms2。求:

(1)滑块在圆弧轨道上运动时产生的内能;

(2)滑块与木板间的动摩擦因数及滑块在木板上相对木板滑动过程中产生的内能。

 

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某实验小组想组装一个双量程(3V15V)的电压表,提供的器材如下:

A.电流表G:满偏电流为1mA,内阻未知;

B.电池E:电动势为3V,内阻未知;

C.滑动变阻器R1:最大阻值约为6kΩ,额定电流为1A

D.滑动变阻器R2最大阻值约为2kΩ,额定电流为3A

E.电阻箱R009999

F.定值电阻R3:额定电流为01A

G.开关两个,导线若干。

(1)用图甲所示电路测量电流表的内阻rg,则滑动变阻器R应选用_______(选填“C”“D”)

(2)将开关SlS2都断开,连接好实物图,滑动变阻器接入电路的电阻达到最大后,接通开关S1,调节滑动变阻器使电流表G的示数为0.9mA;再闭合开关S2,调节电阻箱R0的阻值为300Ω时,电流表的示数为0.6mA,则电流表的内阻为_________Ω

(3)双量程电压表的电路原理图如图乙所示,则电路中电阻箱R0应取值为_________Ω;定值电阻R3的阻值为__________

 

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AB两同学用图甲所示实验装置探究轻弹簧的弹性势能与其压缩量的关系:轻弹簧放置在倾斜的长木板上,弹簧左端固定,右端与一物块接触而不连接,纸带穿过打点计时器并与物块连接。向左推物块使弹簧压缩不同的量,再由静止释放物块,通过测量和计算,可求得弹簧的压缩量与弹性势能的关系。

(1)实验步骤如下:

a.将木板左端抬高,平衡物块受到的摩擦力;

b.向左推物块使弹簧压缩,并测量弹簧的压缩量;

c.先接通打点计时器电源,再松手释放物块。

(2)实验时,A同学让弹簧的压缩量为x,打点结果如图乙所示;B同学让弹簧的压缩量为2x,打点结果如图丙所示,已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz,物块质量为200g

(3)结合纸带所给的数据可知:A同学实验时物块脱离弹簧时的速度大小为_______ms,对应弹簧压缩时的弹性势能为__________JB同学实验时物块脱离弹簧时的速度大小为__________ms,对应弹簧压缩时的弹性势能为_________J(结果均保留两位有效数字)

(4)对比AB两位同学的实验结果可知:弹簧的弹性势能与弹簧压缩量的关系为________

 

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如图所示,电阻不计的两光滑导轨沿斜面方向平铺在绝缘斜面上,斜面倾角为θ,导轨间距为L,导轨中部和下方各有一边长为L的正方形匀强磁场区域,磁感应强度大小均为B、方向均垂直斜面。质量为m的金属棒ab水平放置在下方磁场区域中,质量未知的金属棒cd水平放置于上方某处。某时刻由静止释放cd棒,当cd棒刚进入导轨中部的磁场区域时由静止释放ab棒,之后cd棒恰好匀速穿过中部的磁场区域而ab棒静止不动,已知两金属棒的电阻均为R,重力加速度为g。则

A. 上、下两磁场方向相同

B. cd棒的质量为m

C. cd棒通过导轨中部的磁场区域的过程中,克服安培力做功为mgLsinθ

D. cd棒的释放点到导轨中部磁场上边界的距离为

 

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已知x轴上电场方向与x轴方向平行,x轴上各点电势如图所示,x=0处电势为5V,一电子从x=-2cm处由静止释放,则下列说法正确的是

A. x=0处电场强度为零

B. 电子在x=-2cm处的加速度小于电子在x=-1cm处的加速度

C. 该电子运动到x=0处时的动能为3 eV

D. 该电子不可能运动到x=2cm

 

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