“太空粒子探测器”是由加速、偏转和收集三部分组成,其原理可简化为如图所示。辐射状的加速电场区域I边界为两个同心平行扇形弧面,O1为圆心,圆心角θ为120°,外圆弧面AB与内圆弧面CD的电势差为U0,M为外圆弧的中点。在紧靠O1右侧有一圆形匀强磁场区域Ⅱ,圆心为O2,半径为L,磁场方向垂直于纸面向外且大小为B=,在磁场区域下方相距L处有一足够长的收集板PNQ.已知MO1O2和PNQ为两条平行线,且与O2N连线垂直。假设太空中漂浮着质量为m,电量为q的带正电粒子,它们能均匀地吸附到AB弧面上,经电场从静止开始加速,然后从O1进入磁场,并最终到达PNQ板被收集,忽略一切万有引力和粒子之间作用力,已知从M点出发的粒子恰能到达N点,求:
(1)粒子经电场加速后,进入磁场时的速度v的大小;
(2)从M点出发的粒子在磁场中运动的半径R;
(3)假设所有粒子从AB弧面同时出发,则最先到达收集板的是哪一点出发的粒子?求出该粒子从O至收集板的时间。
电荷量为q=2×10-4C,质量为m=1.0kg的带正电小物块置于粗糙的绝缘水平面上,所在空间存在沿水平向右的匀强电场,场强E与时间t的关系及物块的速度v与时间t的关系分别如图甲、乙所示,若重力加速度g取10m/s2,求:
(1)0~1s内物块所受的电场力F1的大小和加速度a1的大小;
(2)物块与水平面之间的动摩擦因数μ;
(3)物块运动2s过程中,其电场力做的功。
如图所示,两平行光滑金属导轨间的距离L=0.60m,金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=30°,在导轨所在平面内,分布着磁感应强度B=0.80T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E=3.0V、内阻r=0.40Ω的直流电源。现把一根导体棒ab放在金属导轨上,导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好,导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.0Ω,金属导轨的其它电阻不计,g取10m/s2.求:
(1)通过导体棒的电流;
(2)导体棒受到的安培力大小;
(3)导体棒的质量m。
在用伏安法测电源的电动势和内阻的实验中,一位同学记录了6组数据(如下表):
次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
电流(A) | 0.10 | 0.20 | 0.30 | 0.40 | 0.45 | 0.55 |
电压U(V) | 1.40 | 1.35 | 1.30 | 1.25 | 1.22 | 1.18 |
(1)根据数据选定下列供选用仪器:
电流表选_____;滑动变阻器选_____。(均选填仪表前的字母代码)
A.干电池(电动势约为1.5V)
B.直流电流表(0~0.60A档,内阻0.05Ω)
C.直流电流表(0~3.00A档,内阻为0.10Ω)
D.直流电压表(0﹣3.00V档,内阻5.00kΩ)
E.滑动变阻器(0~20.0Ω),允许最大电流为1.50A)
F.滑动变阻器(0~500Ω,允许最大电流1.00A)
J.开关一个,导线若干
(2)如图1所示,请根据电路图,在下面实物图中用笔画线代替导线连好电路________。
(3)根据记录数据在图2中描点画图________,并根据图线求出E=_____V,r=_____Ω.(结果均保留2位小数)
在“测定金属的电阻率”实验中,先用多用电表进行粗测其阻值,部分操作步骤如下:
(1)①将选择开关拨至×10档,红、黑表笔分别插入“+”、“﹣”插孔,进行欧姆调零;
②将红、黑表笔分别接在电阻两端,发现指针偏角太大,则需将选择开关K转换至_____(选填“×100”或“×1”);
③欧姆调零后再次测量如图1所示,则其读数为_____Ω。
(2)用伏安法精确测量金属丝的电阻,实验中得到电流、电压示数如图2所示,则电流表读数为_____A,电压表读数为_____V。
(3)若实验中测得用L表示金属丝的长度,d表示直径,电流表示数为I,电压表示数为U,请写出计算金属丝电阻率的表达式ρ=_____。(用测出的物理量的符号表示)
两个带等量正电荷的点电荷,O点为两电荷连线的中点,a点在连线的中垂线上,若在a点由静止释放一个电子,如图所示,关于电子的运动,下列说法正确的是( )
A.电子在从a点向O点运动的过程中,加速度可能先增大再减小
B.电子在从a点向O点运动的过程中,加速度一定越来越小,速度一定越来越大
C.电子运动到O点时,加速度为零,速度最大
D.电子通过O点后,速度越来越小,加速度一直增大