如图所示,在水平向右的匀强电场中,一根不可伸长的细线一端固定于O点,另一端悬挂一质量为m的带正电的小球。现将小球向右拉至与悬点O等高的A点,由静止释放。小球向左最远能摆到与竖直方向夹角为θ的B点。已知小球所带的电荷量为q0,细线的长度为L。
(1)求小球从A点摆到B点的过程中重力所做的功W;
(2)求A、B两点的电势差UAB及场强的大小E;
(3)电势差的定义方式有两种:
第一种是指电场中两点间电势的差值,即,式中φC和φD分别为电场中C、D两点的电势;
第二种是利用比值法定义,即,式中q为检验电荷的电荷量,WCD为检验电荷在电场中从C点移动到D点过程中电场力所做的功。请你证明这两种定义方式的统一性。
质谱仪是分析同位素的重要工具,其原理简图如图所示。容器A 中有电荷量均为+q、质量不同的两种粒子,它们从小孔S1不断飘入电压为U 的加速电场(不计粒子的初速度),并沿直线从小孔S2(S1与S2连线与磁场边界垂直)进入磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向外的匀强磁场,最后打在照相底片D上,形成a、b两条“质谱线”。已知打在a处粒子的质量为m。不计粒子重力及粒子间的相互作用。
(1)求打在a处的粒子刚进入磁场时的速率v;
(2)求S2距a 处的距离xa;
(3)若S2距b处的距离为xb,且xb=,求打在b处粒子的质量mb(用m表示)。
某班物理实验课上,同学们用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”。可拆变压器如图甲、乙所示.
(1)下列说法正确的是_______。
A.为确保实验安全,实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数
B.变压器的原线圈接低压交流电,测量副线圈电压时应当用多用电表的“直流电压挡”
C.可以先保持原线圈电压、匝数不变,改变副线圈的匝数,研究副线圈匝数对副线圈电压的影响
D.测量副线圈电压时,先用最大量程试测,大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量
E.变压器开始正常工作后,铁芯导电,把电能由原线圈输送到副线圈
F.变压器开始正常工作后,若不计各种损耗,在原线圈上将电能转化成磁场能,在副线圈上将磁场能转化成电能,铁芯起到“传递”磁场能的作用
(2)如图丙所示,某同学自己绕制了两个线圈套在可拆变压器的铁芯上。原线圈接学生电源的交流输出端,副线圈接小灯泡。下列说法正确的是___________。
A.与变压器未通电时相比较,此时若将可拆变压器上端的横条铁芯取下将更费力
B.若仅增加原线圈绕制的圈数,小灯泡的亮度将保持不变
C.若仅增加副线圈绕制的圈数,学生电源的过载指示灯可能会亮起
(3)理想变压器是一种理想化模型。请分析说明该模型应忽略哪些次要因素________;并证明:理想变压器原、副线圈的电压之比,等于两个线圈的匝数之比,即.
在“测定金属的电阻率”的实验中,所用测量仪器均已校准。
(1)用刻度尺和螺旋测微器分别测量金属丝的长度和直径,某次测量结果如图所示,在此次测量中该金属丝的长度为___________cm,直径为___________mm。
(2)已知待测金属丝的电阻值Rx约为5Ω。可供选择的器材有:
电源E:电动势3V,内阻约1Ω
电流表A1:量程0~0.6A,内阻约0.125Ω
电流表A2:量程0~3A,内阻约0.025Ω
电压表V1:量程0~3V,内阻约3kΩ
电压表V2:量程0~15V,内阻约15kΩ
滑动变阻器R1:最大阻值5Ω,允许最大电流2A
滑动变阻器R2:最大阻值1000Ω,允许最大电流0.6A
开关一个,导线若干。
在上述器材中,应该选用的电流表是______,应该选用的电压表是______。若想尽量多测几组数据,应该选用的滑动变阻器是______(填写仪器的字母代号)。
(3)用所选的器材,在答题纸对应的方框中画出电路图__________。
(4)关于本实验的误差,下列说法正确的是________。
A.对金属丝的直径多次测量求平均值,可消除误差
B.由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差
C.利用电流I随电压U的变化图线求Rx可减小偶然误差
物理课上老师做了这样一个实验,将一平整且厚度均匀的铜板固定在绝缘支架上,将一质量为m的永磁体放置在铜板的上端,t=0时刻给永磁体一沿斜面向下的瞬时冲量,永磁体将沿斜面向下运动,如图甲所示。若永磁体下滑过程中所受的摩擦力f大小不变,且(式中θ为铜板与水平面的夹角)。取地面为重力势能的零势面。则图乙中关于永磁体下滑过程中速率v、动能Ek、重力势能Ep、机械能E随时间t变化的图像一定错误的是
A.
B.
C.
D.
小红将量程为0~0.6A的电流表(表盘刻度共有30个小格),按照图示电路改装成较大量程的安培表,其中R1和R2阻值相等,都等于改装前电流表内阻的。则
A.将1、2接入电路时,安培表每一小格表示0.12A
B.将1、2接入电路时,安培表每一小格表示0.08A
C.将1、3接入电路时,安培表每一小格表示0.12A
D.将1、3接入电路时,安培表每一小格表示0.08A