如图所示,ABCD 与 MNPQ 均为边长为 l 的正方形区域,且 A 点为 MN 的中点。ABCD 区城中存在有界的垂直纸面方向的匀强磁场,在整个 MNPQ 区域中存在图示方向的匀强电场。大量质量为 m、电荷量为 e 的电子以初速度 v0 垂直于 BC 射入 ABCD 区域后,都从 A 点进入电场,且所有电子均能打在 PQ 边上。已知从 C 点进入磁场的电子在ABCD 区域中运动时始终位于磁场中,不计电子重力。求:
(1)电场强度 E 的最小值;
(2)匀强磁场区域中磁感应强度 B0 的大小和方向;
(3)ABCD 区域中磁场面积的最小值。
细管 AB 内壁光滑、厚度不计,加工成如图所示形状。长 L=0.5m 的 BD 段竖直,其 B 端与半径 R=0.3m 的光滑圆弧轨道平滑连接,P 点为圆弧轨道的最高点。CD 段是半径 R=0.3m 的四分之一圆弧,AC 段在水平面上。管中有两个可视为质点的小球 a、b, 质量分别为 ma=6kg、mb=2kg。最初 b 球静止在管内 AC 段某一位置,a 球以速度 v0 水平向右运动,与b 球发生弹性碰撞。重力加速度g 取10m/s2。
(1)若 v0=4m/s,求碰后 a、b 两球的速度大小:
(2)若 a 球恰好能运动到 B 点,求 v0的大小,并通过分析判断此情况下 b 球能否通过 P 点。
中国高铁的发展速度令世人瞩目。为了提高行车效率,缩短行车时间,设计师提出一种列车过站不停车的设想,如下面简图所示。高铁匀速行驶的速度 v0=360km/h,进站时尾部子车 1 在 O 点自动脱离,将乘客送到下车站台下车,载着新乘客的子车 2 提前等候在上车站台 A 点处。为了更好地完成对接,母车接近车站时提前向子车 2 发出指令,发出指令后立即开始做加速度为 a0 的匀减速直线运动,到达 B 点时恰好将车速减小到 v0。子车2 接到指令后,沿转移轨道 AB 开始做加速度 a=1m/s2的匀加速直线运动,子车 2 达到最大速度 v=144km/h 后,接着做匀速直线运动。转移轨道 AB 与铁轨的夹角θ=3°,已知 cos3°≈1。若子车 2 启动后 t=3min,和母车同时到达 B 点,完成同速对接。
(1)母车距离 B 点多远的时候,发出指令让子车 2 开始启动?母车做匀减速直线运动的加速度 a0 是多大?
(2)求转移轨道 AB 的长度。
几位同学对一个阻值大约为 600Ω的未知电阻进行测量,要求较精确地测量电阻的阻值。有下列器材供选用:
A.待测电阻 Rx
B.电压表 V(量程 6V,内阻约 3kΩ)
C.电流表 A1(量程 20mA,内阻约 5Ω)
D.电流表 A2(量程 10mA,内阻约 10Ω)
E.滑动变阻器 R1(0~20Ω,额定电流 2A)
F.滑动变阻器 R2(0~2000Ω,额定电流 0.5A)
G.直流电源 E(6V,内阻约 1Ω)
H.多用表
I.开关、导线若干
(1)甲同学用多用表直接测量待测电阻的阻值如图甲所示。若选用欧姆表“×100”档位, 则多用表的读数为_____Ω
(2)乙同学根据以上器材设计成用伏安法测量电阻的电路,电路图如图乙所示,则电流表应选择 ____(选填“A1”或“A2”), 滑动变阻器应选择____ (选填“R1”或“R2”)。
(3)丙同学经过反复思考,利用所给器材设计出了如图丙所示的测量电路,具体操作如下:
①按图丙连接好实验电路,调节滑动变阻器 R1、R2 的滑片至适当位置;
②开关 S2 处于断开状态,闭合开关 S。调节滑动变阻器 R1、R2 的滑片,使电流表 A2 的示数恰好为电流表 A1 的示数的一半,读出此时电压表 V 的示数 U1 和电流表 A 的示数 I1。
③保持开关 S1 闭合,再闭合开关 S2,保持滑动变阻器 R2 的滑片位置不变,读出此时电压表 V 的示数 U2 和电流表 A2 的示数 I2。
可测得待测电阻的阻值为_____,同时可测出电流表 A1 的内阻为 ___ (用 U1、U2、I1、I2 表示)。
(4)比较乙、丙两位同学测量电阻 Rx 的方法,你认为哪个同学的方法更有利于减小系统误差?____ (选填“乙”或“丙”)同学。
某同学在“探究功与速度变化之间的关系”的实验中,同时测出实验中橡皮绳的劲度系数。所用实验装置如图所示,已知小球质量为m.具体实验步骤如下:
(1)将小球放在木板上,木板左端抬高一个小角度,以平衡摩擦力。
(2)将原长为OM 的橡皮绳一端固定在木板右端的O点,另一端通过力传感器连接小球,将小球拉至P点(M 点左侧),测得 OM 的距离为 l1,OP 的距离为 l2,力传感器示数为F。则橡皮绳的劲度系数为_____(用 F、l1、l2 表示)。
(3)将小球从P点由静止释放,在 M 点右侧放置一速度传感器,可测出传感器所在位置的速度v0,将小球上 2 根 3 根……像皮绳,重复操作过程,测出多组速度数值,如下表所示。
在坐标系中描点、连线,做出W-v2图象_____.
(4)由图象可知,橡皮绳做功与小球获得的速度的关系为_____.
如图所示,在水平面上固定一个半圆弧轨道,轨道是光滑的,O点为半圆弧的圆心,一根轻绳跨过半圆弧的A点(O、A等高,不计A处摩擦),轻绳一端系在竖直杆上的B点,另一端连接一个小球P。现将另一个小球Q用光滑轻质挂钩挂在轻绳上的AB之间,已知整个装置处于静止状态时,α=30°,β=45°则( )
A.将绳的B端向上缓慢移动一小段距离时绳的张力不变
B.将绳的B端向上缓慢移动一小段距离时半圆弧中的小球P位置下移
C.静止时剪断A处轻绳瞬间,小球P的加速度为g
D.小球P与小球Q的质量之比为