如图所示,在直角坐标系xOy平面的第Ⅱ象限内有半径为R的圆O1分别与x轴、y轴相切于P(﹣R,0)、Q(0,R) 两点,圆O1内存在垂直于xOy平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B.与y轴负方向平行的匀强电场左边界与y轴重合,右边界交x轴于M点,一带正电的粒子A(重力不计)电荷量为q、质量为m,以某一速率垂直于x轴从P点射入磁场,经磁场偏转恰好从Q点进入电场,最后从M点以与x轴正向夹角为45°的方向射出电场.求:
(1)OM之间的距离;
(2)该匀强电场的电场强度E;
(3)若另有一个与A的质量和电荷量相同、速率也相同的粒子A′,从P点沿与x轴负方向成30°角的方向射入磁场,则粒子A′再次回到x轴上某点时,该点的坐标值为多少?
如图所示,平行金属导轨间距为0.5 m,水平放置,电源电动势为E=1.5 V,内阻r=0.2 Ω,质量m=0.05 kg的金属棒电阻R=2.8 Ω,与平行导轨垂直,其余电阻不计,空间中有磁感应强度B=2.0 T、方向与导轨平面成60°角的匀强磁场,且垂直于金属棒,接通电路后,金属棒仍处于静止。(g=10 m/s)求:
(1)金属棒所受的支持力;
(2)金属棒受到的摩擦力.
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.视小球为质点,不计轻杆的质量,在虚线MN、PQ间加上水平向右的匀强电场后,系统开始运动.已知MN、PQ间电势差为U.不计A,B两球间的库仑力,两球均视为点电荷。试求:
(1)开始运动时,带电系统的加速度大小;
(2)A球刚运动到PQ位置时的速度大小;
(3)带电系统从静止开始向右运动的最大距离。
如图甲所示,在水平方向的匀强电场中,用长为l的绝缘细线,拴住质量为m、带电量为q的小球,线的上端O固定,开始时将线和球拉成水平,松开后,小球由静止开始向下摆动,当摆过60°角时,速度又变为零.问:
(1)A、B两点的电势差多大?
(2)电场强度多大?
有一根细而均匀的导电材料样品(如图a所示),截面为同心圆环(如图b所示),此样品长约为6 cm,电阻约为100 Ω,已知这种材料的电阻率为ρ,因该样品的内径太小,无法直接测量.
现提供以下实验器材:
A.20分度的游标卡尺
B.螺旋测微器
C.电压表V(量程3 V,内阻约3 kΩ)
D.电流表A1(量程50 mA,内阻约20 Ω)
E.电流表A2(量程0.3 A,内阻约1 Ω)
F.滑动变阻器R(0~20 Ω,额定电流2 A)
G.直流电源E(约4 V,内阻不计)
H.导电材料样品Rx
I.开关一只,导线若干
请根据上述器材设计一个尽可能精确地测量该样品内径d的实验方案,回答下列问题:
(1)用游标卡尺测得该样品的长度为L;用螺旋测微器测得该样品的外径如图c所示,其示数D=_________mm.
(2)请选择合适的仪器,设计一个合理的电路图来测量导电材料样品的电阻Rx.在方框内画出实验电路原理图,并标明所选器材的符号______.这个实验电阻Rx的测量值将________(填“大于”“等于”或“小于”)实际值.
(3)若某次实验中,电压表和电流表的读数分别为U和I,则用已知物理量和测得的物理量的符号来表示样品的内径d=_______________.
有以下可供选用的器材及导线若干条,要求使用个数最少的仪器尽可能精确地测量一个电流表的满偏电流.
A.被测电流表A1:满偏电流约700~800,内阻约100 Ω,刻度均匀、总格数为N;
B.电流表A2:量程0.6 A,内阻0.1 Ω;
C.电压表V:量程3 V,内阻3 kΩ;
D.滑动变阻器R1:最大阻值200 Ω;
E.滑动变阻器R2:最大阻值1 kΩ;
F.电源E:电动势3 V、内阻1.5 Ω;
G.开关一个.
(1)选用的器材应为_____________.(填A→G字母代号)
(2)在虚线框内画出实验电路图,并在每个选用的仪器旁标上题目所给的字母序号.
(______)
(3)测量过程中测出多组数据,其中一组数据中待测电流表A1的指针偏转了n格,可算出满偏电流Ig=________,式中除N、n外,其他字母符号代表的物理量是_____________.