如图所示,半径为l的金属圆环水平放置,圆心处及圆环边缘通过导线分别与两条平行的倾斜金属轨道相连,圆环区域内分布着磁感应强度为B,方向竖直向下的匀强磁场,圆环上放置一金属棒a,一端在圆心处,另一端恰好在圆环上,可绕圆心转动,倾斜轨道部分处于垂直轨道平面向下的匀强磁场中,磁感应强度大小也为B,金属棒b放置在倾斜平行导轨上,其长度与导轨间距均为2l,当棒a绕圆心以角速度顺时针(俯视)匀速旋转时,棒b保持静止,已知棒b与轨道间的动摩擦因数为μ=0.5,可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力;棒b的质量为m,棒a、b的电阻分别为R、2R,其余电阻不计,斜面倾角为θ=37°,sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度为g,求:
(1)金属棒b两端的电压;
(2)为保持b棒始终静止,棒a旋转的角速度大小的范围;
如图所示,在x轴的上方整个区域存在非匀强电场,PO之间的电压为U,在x轴的下方、半径为a的圆O1的区域内有垂直于xOy平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,其他区域无电磁场。现有带电粒子从P点由静止释放,沿y轴运动从O点进入磁场,经过一段时间后从N点离开磁场。已知∠OO1N=,不计带电粒子的重力与空气阻力。
(1)判断粒子的带电性质并比较P、O的电势高低;
(2)求带电粒子的比荷(电量与质量之比);
(3)若在粒子从O点运动到N点的过程中,某时刻磁感应强度大小突然变化为,粒子不再离开磁场,求的最小值。
如图所示,固定在倾角为θ=的斜面内的两根平行长直光滑金属导轨的间距为d=1m,其底端接有阻值为R=2Ω的电阻,整个装置处在垂直于斜面向上、磁感应强度大小B=2T的匀强磁场中。一质量为m=1kg(质量分布均匀)的导体杆ab垂直于导轨放置,且与两导轨保持良好接触。在沿斜面向上、垂直于杆的恒力F=10N作用下,杆从静止开始沿导轨向上运动距离L=6m时,速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直)。设杆接入电路的电阻为r=2Ω,导轨电阻不计,重力加速度大小g取10m/s2。
(1)求杆运动的最大速度;
(2)求杆从静止开始沿导轨向上运动6m的过程中,整个回路产生的焦耳热。
如图所示的是小型交流发电机示意图,矩形线圈面积为S=200cm2,匝数为N=100,内阻为r=1Ω,绕其垂直于磁感线的对称轴OO'匀速转动,转速n=50r/s,匀强磁场的磁感应强度为B=1T,外接电阻R=9Ω.t=0时刻,线圈从图示位置开始转动。
(1)求电动势的最大值(π取3);
(2)写出通过R的电流的瞬时表达式;
(3)求最初个周期内通过线圈导线横截面的电量。
某同学利用电容器放电测电容,实验步骤如下:
(1)按图甲连好电路,变阻器的滑片先移到最___(填“上端”或 “下端”),电阻箱R调至最大值。
(2)闭合,调节__,使电压表的示数为一个合适的值,然后闭合S,给电容器充电,稳定时,电压表和电流表的示数分别为2.5V、288μA。
(3)同时断开和S并开始计时,这时电容器通过R放电,每隔一段时间(如5s)记录一次电流值,直到电流消失。
(4)作出放电电流IC随时间t的变化图象如图所示.根据图象算出电容器初始时所带的电量Q=____C(保留1位有效数字)。
(6)调节,改变电压表的示数,重复(3)、(4)、(5),求出电容的多个值,再取平均值,即能准确测出电容器的电容C=___。
用伏安法测定值电阻R的阻值常用图甲和图乙的电路。
(1)利用图甲电路测量时,由于电压表的内阻不是无穷大,会导致R的测量值____(填“偏大”或“偏小”);利用图乙电路测量时,电流表的内阻对测量结果也会带来影响。
(2)为了消除电表内阻对实验结果的影响,某同学做法如下:测量R两端的电压时不接入电流表,测量通过R的电流时不接入电压表。你认为这种做法合理吗?请说明理由______
(3)某同学测得一个圆柱体电阻的阻值R约为20Ω,再用游标卡尺(20分度)和螺旋测微器分别测量它的长度和直径,如图丙和丁所示,长度L为___mm,直径d为___mm,计算该电阻的电阻率的表达式为ρ=___(用R、L、d表示)。