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如图,竖直平面内放着两根间距L=1m、电阻不计的足够长平行金属板M、N,两板间接...

如图,竖直平面内放着两根间距L=1m、电阻不计的足够长平行金属板MN,两板间接一阻值R=2Ω的电阻,N板上有一小孔Q,在金属板MNCD上方有垂直纸面向里的磁感应强度B0=1T的有界匀强磁场,N板右侧区域KL上、下部分分别充满方向垂直纸面向外和向里的匀强磁场,磁感应强度大小分别为B1=3TB2=2T。有一质量M=0.2kg、电阻r=1Ω的金属棒搭在MN之间并与MN良好接触,用输出功率恒定的电动机拉着金属棒竖直向上运动,当金属棒达最大速度时,在与Q等高并靠近M板的P点静止释放一个比荷1×104C/kg的正离子,经电场加速后,以v=200m/s的速度从Q点垂直于N板边界射入右侧区域。不计离子重力,忽略电流产生的磁场,取g=10m/s2。求:

1)金属棒达最大速度时,电阻R两端电压U

2)电动机的输出功率P

3)离子从Q点进入右侧磁场后恰好不会回到N板,Q点距分界线高h等于多少?

 

(1)2V(2)9W(3)1.2×10-2m 【解析】 考查带电粒子在复合场中的运动。 (1)离子从P运动到Q,由动能定理: 解得R两端电压U=2V; (2)感应电动势为: 由闭合电路欧姆定律: 电流: 安培力: 金属棒受力平衡: 功率: 联立解得电动机功率P=9W; (3)如图所示,设离子恰好不会回到N板时,对应的离子在上下区域运动半径分别为r1和r2,圆心连线与N板夹角为φ。 在磁场中,有: 解得, 几何关系: 解得h=1.2×10-2m。  
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如图所示,足够长滑板静止在光滑水平面上,离滑板右端L=0.9m处有一竖直固定的挡板P。一物块以v0=6m/s的初速度从左端滑上滑板。物块可视为质点,质量为m=1kg的,滑板质量M=2kg,二者间的动摩擦因数μ=0.5,重力加速度g=10m/s2。滑板与挡板的碰撞没有机械能损失。求:

1)滑板与挡板P碰撞前瞬间物块的速度大小。

2)站在地面上的观察者看到在一段时间内物块正在做加速运动,求这段时间内滑板的位移大小。

 

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某物理兴趣小组在学习了电表的改装后,将图甲所示的电流表分别改装成了图乙所示的欧姆表和图丙所示的电压表。

1)若电流表的量程为1mA,内阻为100Ω,按照图丙所示将其改装成一个量程为3V的电压表,则需串联的电阻R2=____________Ω

2)该小组将电流表改装成图乙所示的欧姆表后,其表盘上的刻度如图丁所示,弧AB为以指针轴为圆心的弧,两表笔分开时指针指A,接触时指针指B,弧CAB的中点,DF分别为弧AC和弧CB的中点。已知改装后欧姆表的总电阻R=4.8kΩ,电流表指针偏转角度与电流大小成正比,则刻度盘上D点所对应的电阻为RD=__________ΩF点所对应的电阻为RF=_______________Ω

3)某小组将甲、乙、丙所示的电流表、欧姆表和电压表整合成一个多用电表,要求单刀多掷开关接1时成为甲图所示的电流表,接2时成为乙图所示的电欧姆表,接3时成为丙图所示的电压表,请将虚线框中的电路图补充完整。

______

 

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在“验证牛顿运动定律”的实验中,某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置进行实验。

(1)20分度的游标卡尺测出挡光片的宽度如图乙所示,则宽度d=______ cm.

(2)接通气源,调节气垫导轨水平,让滑块从不同位置由静止释放,记录挡光片通过光电门的挡光时间t,测出释放点到光电门的间距为s,以s为纵轴, 为横轴作图得到的图象是一条过原点的倾斜直线且斜率为k,则滑块的加速度a=__________ (d、k表示)。

(3)若以测得的滑块加速度a为纵轴所挂钩码的重力代替拉力F,作出如图丙中图线1.为了减小误差,该兴趣小组将一个力传感器安装在滑块上(传感器的质量可忽略不计),从力传感器中得出拉力作出图象是图丙中的图线_________ (“2”或“3”)。

 

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如图所示,虚线abcd为匀强电场的等势面,相邻等势面间的距离均相等。质量m=0.1kg、电荷量q=2.0×10-3C的带正电小球,从匀强电场中的A点以v0=2m/s的初速度水平向右抛出,经t=0.4s的时间,带电小球刚好运动到B点,已知AB两点间的水平距离是其竖直距离的2倍,重力加速度g=10m/s2,则(  )

A.bc两等势面间的电势大小一定满足φb<φc

B.匀强电场的场强大小为500V/m

C.AB两点间的电势差UAB=200V

D.小球运动到B点时的速度大小为2m/s

 

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如图所示,从A点以v0=4m/s的水平速度抛出一质量m=1kg的小物块(可视为质点),当物块运动至B点时,恰好沿切线方向进入光滑圆弧轨道BC,经圆弧轨道后滑上与C点等高、静止在粗糙水平面的长木板上,圆弧轨道C端切线水平,已知长木板的质量M=4kgAB两点距C点的高度分别为H=0.6mh=0.15mR=0.75m,物块与长木板间的动摩擦因数μ1=0.5,长木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.2,取g=10m/s2,下列说法正确的是(  )

A.小物块运动至B点时的速度大小为5m/s

B.小物块滑动至C点时的速度大小为7m/s

C.小物块对圆弧轨道C点的压力为10N

D.长木板至少长2.8m,才能保证小物块不滑出长木板

 

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