如图所示,两根足够长平行金属导轨MN、PQ固定在倾角θ=37°的绝缘斜面上,顶部接有一阻值R=0. 3Ω的定值电阻,下端开口,轨道间距L=0.2m整个装置处于磁感应强度B=1T的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向上。质量m=0.1kg的金属棒ab置于导轨上,ab在导轨之间的电阻r=0.1Ω,其余电阻不计。金属棒ab由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨,且接触良好已知金属棒ab与导轨间动摩擦因数μ=0.5,sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s2。
(1)判断ab棒运动过程中v1=1m/s时电流的大小和方向;
(2)求金属棒ab沿导轨向下运动的最大速度vm;
(3)若金属棒ab从开始运动至达到最大速度过程中,电阻R上产生的焦耳热总共为0.03J,求流过电阻R的总电荷量q。
如图所示,在平面直角坐标系xOy的第四象限有垂直纸面向里的匀强磁场,一质量为m=5.0×10-8 kg、电荷量为q=1.0×10-6 C的带电粒子.从静止开始经U0=10 V的电压加速后,从P点沿图示方向进入磁场,已知OP=30 cm,(粒子重力不计,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8),求:
(1)带电粒子到达P点时速度v的大小;
(2)若磁感应强度B=2.0T,粒子从x轴上的Q点离开磁场,求OQ的距离;
(3)若粒子不能进入x轴上方,求磁感应强度B′满足的条件.
如图,把质量为4.0×10-3kg的带正电的小球A用绝缘细绳悬挂起来,再将带电荷量为Q=4.0×10-6C的带负电的小球B靠近A,两小球可看作点电荷,当两个带电小球在同一高度并且相距0.3m时,绳与竖直方向成α=45°角。(g取10m/s2,k=9.0×109N·m2C2。)
(1)画出小球A的受力分析图;
(2)B球受到的库仑力多大?
(3)A球所带的电荷量q是多少?
用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻(两电表内阻未知),提供的器材如图乙所示。
(1)用实线代表导线按照甲图把乙图的实物连线接成测量电路(两节干电池串联作为电源,图中有部分线路已连好)__________。
(2)图丙中的6个点表示实验测得的6组电流/电压U的值,请按照这些实验值作出U-I图线_______,由此图线求得的电源电动势E=____________V,电源内阻r=____________Ω(以上两空均取小数点后2位)。
(3)按照甲图电路测得的电源电动势与内阻和真实值比较,有E测_________E真,r测_________r真(以上两空选填>、<或=)。
某兴趣小组在做“测定金属丝的电阻率”的实验中,通过粗测电阻丝的电阻约为5 Ω,为了使测量结果尽量准确,从实验室找出以下供选择的器材:
A.电池组(3 V,内阻约1 Ω) B.电流表A1(0~3 A,内阻0.012 5 Ω)
C.电流表A2(0~0.6 A,内阻约0.125 Ω) D.电压表V1(0~3 V,内阻4 kΩ)
E.电压表V2(0~15 V,内阻15 kΩ F.滑动变阻器R1(0~20 Ω,允许最大电流1 A)
G.滑动变阻器R2(0~2 000 Ω,允许最大电流0.3 A) H.开关、导线若干
(1)上述器材中,电流表应选_________,电压表应选_________,滑动变阻器应选________(填写器材前的字母)。电路应选_________,(填甲图或乙图)。
(2)若用螺旋测微器测得金属丝的直径d的读数如图,则读为____ mm.
(3)若用L表示金属丝的长度,d表示直径,测得电阻为R,请写出计算金属丝电阻率的表达式=_____.
如图是质谱仪工作原理的示意图。带电粒子a、b从容器中的A点飘出(在A点初速度为零),经电压U加速后,从x轴坐标原点处进入磁场方向垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,最后分别打在感光板S上,坐标分别为x1、x2。图中半圆形虚线分别表示带电粒子a、b所通过的路径,则( )
A.a、b均为负电荷
B.b进入磁场的速度一定大于a进入磁场的速度
C.若a、b电荷量相等,则它们的质量之比ma﹕mb=x1﹕x2
D.若a、b质量相等,则它们的电荷量之比qa﹕qb=x22﹕x12