如图所示为质谱仪的原理图,电荷量为q、质量为m的带正电的粒子从静止开始经过电势差为U的加速电场后,进入粒子速度选择器,选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,匀强电场的场强为E,方向水平向右.带电粒子能够沿直线穿过速度选择器,从G点既垂直直线MN又垂直于磁场的方向射入偏转磁场.偏转磁场是一个以直线MN为边界、方向垂直纸面向外的匀强磁场.带电粒子经偏转磁场后,最终到达照相底片的H点.已知偏转磁场的磁感应强度为B2,带电粒子的重力可忽略不计.求:
(1)粒子从加速电场射出时速度的大小;
(2)粒子速度选择器中匀强磁场的磁感应强度B1的大小和方向;
(3)带电粒子进入偏转磁场的G点到照相底片H点的距离L.
如图所示,方向与纸面平行的匀强电场中有A、B、C三个点,其电势分别为6.0V、2.0V、2.0V。请完成如下问题:
(1)将一个电荷量为q=2.0×10-6C的正点电荷从A点移到B点,电场力做的功WAB;
(2)电场线与等势面都是用来形象地描绘电场的,请你分析说明二者一定垂直;
(3)请在图中画出过A点的电场线。
如图所示,固定于水平面的U形导线框处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B。长度为L的导体棒ab,在与其垂直的水平外力作用下以速度v在导线框上向右匀速运动。在∆t时间内ab棒由原来位置运动到a´b´。导体棒ab始终与导线框形成闭合回路,回路的总电阻保持不变,大小为R,忽略摩擦阻力。请完成如下问题:
(1)请根据法拉第电磁感应定律求出ab棒产生的感应电动势E的大小;
(2)在∆t时间内ab棒中感应电流I的大小及方向;
(3)在∆t时间内外力做的功W。
某同学想通过实验测定一个阻值约为50Ω的电阻Rx的阻值。设计了一个如图所示的电路图。请你帮助他完善实验设计。
(1)如果实验室提供的滑动变阻器最大电阻R1=20Ω,想要实现对Rx的测量,要求电路简单,可操作性强,则在此电路图的基础上去掉一根导线_______即可。(填“ab”、“cd”、“ed”或“ef ”)
(2)如果实验室提供的滑动变阻器最大电阻R1=200Ω,想要实现对Rx的测量,要求电路简单,可操作性强,则在此电路图的基础上去掉两根导线_______、______即可。(填“ab”、“cd”、“ed”或“ef ”)
(3)如果不加修改,直接用上图测量,请你从安全、精确、可操作等角度评价这一方案,并预测可能出现的问题___。
现要测量某电源的电动势和内阻。可利用的器材有:电流表Ⓐ;电压表V;阻值未知的定值电阻R1、R2、R3、R4、R5;开关S;一端连有金属夹P的导线1,其它导线若干。某同学设计的测量电路如图所示。
(1)测量时,改变金属夹P所夹的位置,使R1、R2、R3、R4、R5依次串入电路,记录对应的电压表的示数U和电流表的示数I,数据如下表所示。根据表中数据,在图中的坐标纸上将所缺数据点补充完整,并画出U-I图线___。
I/mA | 193 | 154 | 110 | 70 | 30 |
U/V | 2.51 | 2.59 | 2.68 | 2.76 | 2.84 |
(2)根据U-I图线求出电源的电动势E=______V,内阻r=______Ω。(内阻保留2位有效数字)
用一段金属丝做“测定金属的电阻率”的实验,为便于选择测电阻的合适电路,先用多用电表粗测金属丝的电阻,选择开关指向欧姆挡“×1”挡位,接着进行________再测电阻,测量结果如图甲所示,由此可知金属丝的电阻值约为_____Ω。然后用螺旋测微器测量金属丝的直径,某次测量结果如图乙所示,这次测量的读数为______________mm。