如图所示,PQ、MN两轨道间距L=1 m,其中Pe、Mf段是光滑轨道且ce、df段水平,而eQ、fN段为水平粗糙轨道,同时在efhg区域存在方向竖直向下、磁感应强度B=1 T的匀强磁场,定值电阻R1=2 Ω。现有质量m=1 kg、电阻R2=2 Ω的两根相同导体棒ab和cd,导体棒cd静止在水平轨道上,导体棒ab在距cd高H=0.45 m处由静止释放,ab棒在光滑轨道上下滑至cd 棒处与其发生弹性碰撞,两者速度交换后导体棒cd进入匀强磁场区域,在磁场中运动距离x=1.5m后恰好停在磁场右边界gh处,其中导体棒cd与水平粗糙轨道间的动摩擦因数μ=0.1,g取10 m/s2,不计轨道电阻。求:
(1)导体棒cd刚进入磁场时,通过导体棒cd的电流大小I
(2)导体棒cd进入磁场区域后直至停止,定值电阻R1产生的热量Q1
(3)导体棒cd进入磁场区域到停止的运动时间t
如图所示,在空间有坐标系,第三象限有磁感应强度为的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,第四象限有竖直向上的匀强电场. 一个质量为、电荷量为的正离子,从处沿与轴负方向成角垂直射入匀强磁场中,结果离子正好从距点为的处沿垂直电场方向进入匀强电场,最后离子打在轴上距点的处. 不计离子重力,求:
(1)此离子在磁场中做圆周运动的半径;
(2)离子从处运动到处所需的时间;
(3)电场强度的大小.
如图所示,水平导轨间距为L=0.5 m,导轨电阻忽略不计;导体棒ab的质量m=1 kg,电阻R0=0.9 Ω,与导轨接触良好;电源电动势E=5 V,内阻r=0.1 Ω,电阻R=4 Ω;外加匀强磁场的磁感应强度B=5 T,方向垂直于ab,与导轨平面成α=37°角,取重力加速度g=10 m/s2,ab处于静止状态.已知sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1) ab受到的安培力大小;
(2) ab受到的静摩擦力大小。
如图所示,在方向竖直向下的匀强电场中,一个质量为m、带负电的小球从斜直轨道上的A点由静止滑下,小球通过半径为R的圆轨道顶端的B点时恰好不落下来.若轨道是光滑绝缘的,小球的重力是它所受的电场力2倍,试求:
(1)A点在斜轨道上的高度h;
(2)小球运动到最低点C时,小球对圆轨道的压力.
为了测量由两节干电池组成的电池组的电动势和内电阻,某同学设计了如图甲所示的实验电路,其中R为电阻箱,R0=5Ω为保护电阻.
(1)断开开关S,调整电阻箱的阻值,再闭合开关S,读取并记录电压表的示数及电阻箱接入电路中的阻值.多次重复上述操作,可得到多组电压值U及电阻值R,并以为纵坐标,以为横坐标,画出的关系图线(该图线为一直线),如图丙所示.由图线可求得电池组的电动势E=_____V,内阻r=_____Ω.(保留两位有效数字)
(2)引起该实验系统误差的主要原因是___________.
为了研究某导线的特性,某同学所做部分实验如下:
(1)用螺旋测微器测出待测导线的直径,如图甲所示,则螺旋测微器的读数为_______mm;
(2)用多用电表直接测量一段导线的阻值,选用“×10”倍率的电阻档测量,发现指针偏转角度太大,因此需选择_______倍率的电阻档(选填“×1”或“×100”),欧姆调零后再进行测量,示数如图乙所示,则测量值为_______ Ω;
(3)另取一段同样材料的导线,进一步研究该材料的特性,得到电阻 R 随电压 U 变化图像如图丙所示,则由图像可知,该材料在常温时的电阻为_______Ω;当所加电压为 3.00V时,材料实际消耗的电功率为_______W.(结果保留两位有效数字)