某同学设计了一个如图所示的非接触式“电磁碰撞”装置。水平金属导轨间距为L,导轨左侧有一轻质弹簧K作为弹射器。质量为m、电阻值为r的金属棒ab压缩弹簧K,由静止释放后,ab棒开始向右运动,ab棒脱离弹簧时获得了水平向右的初速度v0。在导轨右侧区域存在垂直于导轨平面方向向里、大小为B的匀强磁场,在距磁场左边界l0处垂直于导轨放置一质量为M、电阻值为R的金属棒cd。导轨电阻、摩擦等阻力不计,且导轨足够长,求:
(1)弹簧的弹性势能Ep;
(2)cd棒最终速度v;
(3)回路产生的焦耳热Q;
(4)金属棒ab和cd间的最小距离l。
在测定玻璃砖折射率的实验中,教师给每位同学准备了木板、白纸、几种不同形状的玻璃砖、直尺、量角器、铅笔及大头针若干。
(1)如图甲所示,某同学在纸上画出AO直线,并在直线上适当位置竖直插上P1、P2两枚大头针,放上玻璃砖,然后插上P3、P4大头针,其中确定P3大头针的位置的方法应当是____________。
(2)由于没有认真预习且没仔细听老师讲解操作注意事项,某同学在纸上画出的界面aa′、bb′与玻璃砖位置的关系如图乙所示,其他操作均正确,以aa′、bb′为界面画光路图,并测量其折射角度,请根据你掌握的知识判断,该同学测定折射率的方法是否科学,对结果______(填“有”或“没有”)影响?
探究平抛运动的实验装置如图所示,半径为L的四分之一光滑圆轨道固定于水平桌面上,切口水平且与桌边对齐,切口离地面高度为2L.离切口水平距离为L的一探测屏AB竖直放置,一端放在水平面上,其高为2L.—质量为m的小球从圆轨道上不同的位置由静止释放打在探测屏上.若小球在运动过程中空气阻力不计,小球可视为质点,重力加速度为g.求:
(1)小球从圆轨道最高点P处由静止释放,到达圆轨道最低点Q处时速度大小及小球对圆轨道的压力;
(2)为让小球能打在探测屏上,小球应从圆轨道上什么范围内由静止释放?
(3)小球从什么位置由静止释放,打在屏上时动能最小,最小动能为多少?
哈利法塔是目前世界最高的建筑.游客乘坐世界最快观光电梯从地面开始经历加速、匀速、减速的过程恰好到达观景台只需50秒,运行的最大速度为15 m/s.观景台上可以鸟瞰整个迪拜全景,可将棕榈岛、帆船酒店等尽收眼底,颇为壮观.一位游客用便携式拉力传感器测得在加速阶段质量为1 kg的物体受到的竖直向上拉力为11 N,若电梯加速、减速过程视为匀变速直线运动(g取10 m/s2)求:
(1)电梯加速阶段的加速度大小及加速运动的时间;
(2)若减速阶段与加速阶段的加速度大小相等,求观景台的高度;
(3)若电梯设计安装有辅助牵引系统,电梯出现故障,绳索牵引力突然消失,电梯从观景台处自由落体,为防止电梯落地引发人员伤亡,电梯启动辅助牵引装置使其减速,牵引力为重力的3倍,下落过程所有阻力不计,则电梯自由下落最长多少时间必须启动辅助牵引装置?
某兴趣小组同学打算自制滑动变阻器,购买了一卷镍铬合金丝,已知该镍铬合金丝的常温电阻率ρ=1.0×10-6 Ω·m,兴趣小组的同学设计了一个实验来测算合金丝的长度。他们选择了多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器、导线和学生电源等。
(1)他们使用多用电表粗测合金丝的电阻,操作过程分以下三个步骤:
①将红黑表笔分别插入多用电表的“+”、“-”插孔,选择电阻挡“×10”;
②有以下几种做法,其中正确的是(____)
A.将红黑两表笔短接,然后调整“指针定位螺丝”进行机械调零
B.将红黑两表笔短接,然后调整“欧姆调零旋钮”进行欧姆调零
C.不需要两表笔短接,直接调整“指针定位螺丝”进行机械调零
D.不需要两表笔短接,直接调整“欧姆调零旋钮”进行欧姆调零
③把红黑表笔分别与镍铬合金丝的两端相接,多用电表的示数如图甲所示,该合金丝的电阻约为________ Ω。
(2)根据多用电表示数,为了减小实验误差,并在实验中获得较大的电压调节范围,应从图乙的A、B、C、D四个电路中选择__________电路来测量合金丝电阻(已知所用电压表电阻约为3 kΩ,电流表电阻约为0.05 Ω)。
(3)他们使用螺旋测微器测量合金丝的直径,示数如图丙所示,合金丝的直径为_________mm。
(4)根据多用电表测得的合金丝电阻值,可估算出绕制这个螺线管所用合金丝的长度约为________m(结果保留两位有效数字)。
某同学使用打点计时器测量当地的重力加速度。
请完成以下主要实验步骤:按图安装实验器材并连接电源;竖直提起系有重物的纸带,使重物________填“靠近”或“远离”计时器下端;________,________,使重物自由下落;关闭电源,取出纸带;换新纸带重复实验。
图和是实验获得的两条纸带,应选取________填“”或“”来计算重力加速度。在实验操作和数据处理都正确的情况下,得到的结果仍小于当地重力加速度,主要原因是空气阻力和________