如图所示,两根间距为L=2m的金属导轨,电阻不计,左端与水平面倾角为θ,其余水平,水平导轨左侧CDEF区域存在竖直向上的匀强磁场I,其中CE=DF=d=2m,磁感应强度大小为B1=1T,右侧有另一竖直向下的磁场II,且右侧导轨足够长,磁感应强度大小为B2=2T。有两根质量均为m=2kg、电阻均为R=2Ω的金属棒a与b与导轨垂直放置,b棒置于磁场II中PQ处,导轨除P、Q两处(对应的距离极短)外其余均光滑,两处对棒可产生总的最大静摩擦力为棒重力的k=0.5倍,a棒从倾斜导轨AB处由静止释放,忽略CD位置的能量损失。
(1)若a棒释放的高度大于h0,则a棒进入磁场I时才会使b棒运动,请求出h0。
(2)若将a棒从高度h1=1m释放,导体棒在到达EF边界前的某点时,累计通过PQ的电荷量q=0.4C,求该点距离CD的距离x;
(3)在第(2)问中,若a棒穿出磁场I区域时速度为v1=4m/s,且当a棒进入磁场II区域时,b棒可以运动,则从开始释放a棒到最后稳定的过程中,b棒产生的热量?(a、b足够远未碰撞)
如图所示,两正对的竖直平行金属板AB、CD的长度均为L=4cm、板间距离d=6cm,P为A、C连线的中点;AB的延长线上有一点O和足够长的荧光屏。一质量m=2×10-6kg、电荷量q=3×10-6C的带正电油滴从P点由静止释放后,恰好从CD板的下边缘D处射出电场。若油滴射出电场的同时,在O点固定一点电荷,同时在空间加一竖直向上的匀强电场,结果油滴离开D点后做匀速圆周运动并恰好垂直打到荧光屏上。静电力常量k=9×109N•m2/C2,取g=10m/s2,空气阻力不计。求:
(1)金属板两板间的电压U;
(2)该点电荷的电荷量Q(结果保留两位有效数字)。
在科技发达的当今社会,随时随地都可以看到科学技术在生活中的应用,其中利用水果发电由于简单并有趣吸引越来越多的学生进行研究。成都某中学的三位同学想通过实验测量水果电池的电动势和内阻。
(1)甲同学先用量程为3V的电压表,直接测量水果电池两极的电压,电压表的示数为1.8V,则水果电池的电动势应__________(填“大于”“等于”或“小于”)1.8V。
(2)乙同学用以下器材设计了如图(a)所示的电路。
a.电压表(0~3V,内阻约6kΩ)
b.电流表(0~0.6A,rA=5Ω)
c.滑动变阻器(0~40Ω)
d.开关1个、导线若干
闭合开关后,滑动变阻器的滑片,电流表与电压表都示数很小且几乎不变(经检查,电路无故障),原因是_____________。若故障处理以后利用该同学的测量方法测得的电源内阻_________(偏大、偏小、准确)。
(3)丙同学使用1个电阻箱(0~9999Ω)和1个电压表(0~3V,内阻很大,可视为理想电压表),设计了如图(b)所示的实验电路,改变电阻箱的阻值R得到多组电压表的示数U,以为纵坐标,为横坐标,得到如图(c)所示的图像。根据图像可得到水果电池的电动势为 _______,内阻为________。
在“验证力的平行四边形定则”的实验中,某同学进行实验的主要步骤是:
a.如图甲所示,将橡皮筋的一端固定在木板上的A点,另一端拴上两根绳套,每根绳套分别连着一个弹簧测力计;
b.沿着两个方向拉弹簧测力计,将橡皮筋的活动端拉到某一位置,将此位置标记为O点,读取此时弹簧测力计的示数,分别记录两个拉力F1、F2的大小。用笔在两绳的拉力方向上分别标记a、b两点,并分别将其与O点连接,表示两力的方向;
c.再用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点,记录其拉力F的大小并用上述方法记录其方向;
(1)本实验用到的物理方法是_______;
(2)图乙是在白纸上根据实验数据作出的力的图示,其中________是F1和F2合力的理论值(填写F或);
(3)实验中的一次测量如图丙所示,两个测力计M、N的拉力方向互相垂直,即α+β=,若保持测力计M的读数不变,当角α由图中所示的值逐渐减小时,要使橡皮筋的活动端仍在O点,可采用的办法是______;
A.增大N的读数,增大β角
B.减小N的读数,增大β角
C.减小N的读数,减小β角
D.增大N的读数,减小β角
如图所示,一根粗细和质量分布均匀的细绳,两端各系一个质量都为2kg的环,环套在固定水平杆上,两环静止时,绳子过环与细绳结点P、Q的切线与竖直方向的夹角均为,已知绳子的质量也为2kg,重力加速度大小为g=10m/s2,则两环静止时( )
A.每个环对杆的压力大小为20N
B.左侧半根绳子对右侧半根绳子的拉力大小为
C.由于热胀冷缩,冬季两相邻线杆之间的导线长度会有所减少,若两环位置不变,则冬季相比于夏季杆对环的摩擦力增大
D.在绳的最低点施加竖直向下的力使绳的最低点缓慢下降(环仍保持静止),则绳重心将下降
一个质量为m的人乘坐电梯,由静止开始上升,整个过程中支持力的功率随时间变化的P—t图象如图所示,取g=10m/s2,加速和减速过程均为匀变速运动,匀速运行时速度v=2m/s,忽略一切阻力,则以下说法正确的是( )
A.人的质量m=60kg
B.图中t1的值为2s
C.图中P2的值为1330W
D.电梯加速阶段对人所做的功小于减速阶段对人所做功