水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ,它们之间的宽度为L,M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻).现垂直于导轨搁一根质量为m,电阻为R的金属棒ab,并加一个范围较大的匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方,如图所示,问:
(1)当ab棒静止时,受到的支持力和摩擦力各为多少?
(2)若B的大小和方向均能改变,则要使ab棒所受支持力为零,B的大小至少为多少?此时B的方向如何?
如图所示,在光滑绝缘水平面上,用长为2L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球A和B.A球的带电量为+2q,B球的带电量为-3q,两球组成一带电系统.虚线MN与PQ平行且相距3L,开始时A和B分别静止于虚线MN的两侧,虚线MN恰为AB两球连线的垂直平分线.若视小球为质点,不计轻杆的质量,在虚线MN、PQ间加上水平向右的电场强度为E的匀强电场后,系统开始运动.试求:
(1)B球刚进入电场时,带电系统的速度大小;
(2)带电系统向右运动的最大距离和此过程中B球电势能的变化量.
如图所示,在绝缘光滑水平面的上方存在着水平方向的匀强电场,现有一个质量m=2.0×10-3 kg、电荷量q=2.0×10-6 C的带正电的物体(可视为质点),从O点开始以一定的水平初速度向右做直线运动,其位移随时间的变化规律为x=6.0t -10t2,式中x的单位为m,t的单位为s.不计空气阻力,取g=10 m/s2.
(1) 求匀强电场的场强大小和方向;
(2) 求带电物体在0~0.5 s内电势能的变化量.
某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻.其中电流表A1的内阻r1=1.0 kΩ,电阻R1=9.0 kΩ,为了方便读数和作图,给电池串联一个R0=3.0 Ω的电阻.
(1)按图示电路进行连接后,发现、和三条导线中,混进了一条内部断开的导线.为了确定哪一条导线内部是断开的,将电建S闭合,用多用电表的电压挡先测量a、间电压,读数不为零,再测量、间电压,若读数不为零,则一定是_______导线断开;若读数为零,则一定是_______导线断开.
(2)排除故障后,该小组顺利完成实验.通过多次改变滑动变阻器触头位置,得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据,作出图象如右图.由I1–I2图象得到电池的电动势E=_______V,内阻r=_______Ω.
超导是当今材料科学研究的重点,某大学超导实验室研制成功了钇钡铜氧(YBCO)超导线材,该线材在94K时,将呈现超导特征,但常温下,仍然为一般导体.实验小组为了测量常温下YBCO线材的电阻率;
① 如图1,用多用电表×1Ω挡粗测其电阻为6Ω,用螺旋测微器测其直径为__mm,游标卡尺测其长度是__mm.
②实验室还备有实验器材如下:
A.电压表V1(量程3V,内阻约为15kΩ)
B.电压表V2(量程l5V,内阻约为75kΩ)
C.电流表A1(量程3A,内阻约为0.2Ω)
D.电流表A2(量程600mA,内阻约为1Ω)
E.滑动变阻器R1(0~5Ω,0.6A)
F.滑动变阻器R2(0~2000Ω,0.1A)
G.输出电压为3V的直流稳压电源E
H.电阻箱
I.开关S,导线若干
如图2,为了减小实验误差,需进一步测其电阻而采用伏安法,则上述器材中应选用的实验器材有(填代号)__.请在图3方框内设计最合理的电路图并实物连线.
(______)(______)
用该电路电阻的测量值__真实值(选填大于、等于或小于).如果YBCO超导线材直径为D,长度为L,所测电压为U,电流为I,电阻率大小为(用字母表示)__.
如图所示,在一绝缘、粗糙且足够长的水平管道中有一带电量为+q、质量为m的带电球体,管道半径略大于球体半径.整个管道处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中,磁感应强度方向与管道垂直.现给带电球体一个水平速度v0,则在整个运动过程中,带电球体克服摩擦力所做的功可能为( )
A.0 B.m()2
C. D.m[-()2]