如图,平面直角坐标系xOy的第II象限内存在沿x轴负方向的匀强电场,一质量为m、电荷量为q的带负电粒子(不计重力),从x轴上的(-L,0)点,以大小为v0的速度沿y轴正方向射入电场,通过电场后从y轴上的C(0,2L)点进入第I象限。
(1)求电场强度大小E;
(2)若第I象限内存在方向垂直于坐标平面向里的匀强磁场,则上述粒子经磁场偏转后将从x轴上的 D(2L,0)点进入第IV象限。求该磁场的磁感应强度大小B;
(3)若第I象限仅在某区域内存在大小仍为B,方向垂直于坐标平面向外的矩形匀强磁场,则上述粒子经磁场偏转后将从x轴上D点垂直进入第IV象限,求该矩形磁场区域的最小面积。
如图,一固定的绝缘光滑轨道由水平直杆和竖直面内的半圆环杆在B点相切构成,半圆环杆的半径为R,直杆足够长,其中AB段长度为4R;在直杆上方、半圆环杆的直径BC 左侧存在方向水平向左的匀强电场。一电荷量为q(q > 0)、质量为m的小环套在直杆上,从A点以水平向右的初速度向右运动,经B点后,恰好能通过轨道的最高点C。已知场强大小为,重力加速度为g,小环通过B点时速率不变。求:
(1)带电小环在A点时的初速度大小;
(2)带电小环回到水平轨道上的落点位置。
如图,光滑平行的足够长金属导轨MN和PQ,间距L=0.5m,与水平面间的夹角α=,M、P间接有阻值R=4Ω的电阻;导轨所在空间有方向垂直于导轨平面向上、磁感应强度大小B=l.0T的匀强磁场;质量m=2.0kg的金属杆垂直导轨放置且与导轨接触良好,平行于导轨向上的恒力F作用于杆的中点,正使杆沿导轨平面以v=8m/s的速度向上做匀速直线运动。除R外的其余电阻不计,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)杆中电流的方向和感应电动势的大小;
(2)杆所受恒力F的大小。
在成都市第34届科创比赛中,某中学科技小组制作了一辆利用太阳能驱动的小车,当太阳光照射到小车上方的光电板时,光电板中的电流经电动机可带动小车前进。已知该小车在某段做匀速直线运动的过程中,电动机两端电压恒为5 V,电动机线圈电阻r=1 Ω,电路中的电流为I A,小车所受阻力恒为4 N。
在此行驶状态下,求:
(1)电动机输出的机械功率;
(2)10 s内小车发生的位移。
一个小灯泡上标有“2V,1W”的字样,现在要用伏安法描绘它的I-U图线。可选用的器材如下:
A.电压表(量程3V,内阻约10kΩ)
B.电压表(量程15V内阻约20kΩ)
C.电流表(量程0.3A,内阻约1Ω)
D.电流表(量程0.6A,内阻约0.4Ω)
E.滑动变阻器(5Ω,1A)
F.滑动变阻器(100Ω,0.2A)
G.电源(电动势3V,内阻1Ω)
H.开关一个,导线若干
实验要求:误差尽量小,电压表从零开始变化且能多取几组数据,滑动变阻器调节方便。
(1)电压表应选用________,电流表应选用________,滑动变阻器应选用________(填器材序号字母)。
(2)实验电路图应选择图甲中的________(选填“a”或“b”)图。
(3)连接电路时,某同学误将电流表和电压表接成图乙所示的电路,其他部分连接正确且滑动变阻器滑片的初始位置正确。接通电源后,移动滑片的过程中小灯泡的发光情况是________(选填“不亮”或“逐渐变亮”)。
(4)通过实验测得该小灯泡的伏安特性曲线如图丙所示,由图线可求得它在正常工作时的电阻为___Ω。若将该小灯泡与本实验中使用的电源直接相连,则还需在电路中串联一个阻值为________Ω的电阻,才能使它正常工作。(结果均保留两位有效数字)
(1)如图所示的实验装置是用来研究________________ (选填“电流的磁效应”或“磁场对通电导线的作用”)的。
(2)实验前,开关断开,小磁针静止在水平桌面上,小磁针正上方的导线与小磁针的NS方向平行,此时,小磁针的N极指向地理_________(选填“北极”或“南极”)附近。
(3)开始实验,闭合开关,从上往下看,小磁针将沿_________(填“顺时针"或“逆时针")偏转一定角度。