如图所示,空间分布着方向平行于纸面且与场区边界垂直的有界匀强电场,电场强度为E、场区宽度为L。在紧靠电场右侧的圆形区域内,分布着垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B大小未知,圆形磁场区域半径为r。一质量为m,电荷量为q的带正电的粒子从A点由静止释放后,在M点离开电场,并沿半径方向射入磁场区域,然后从N点射出,O为圆心,∠MON=120°,粒子重力可忽略不计,求
(1)粒子经电场加速后,进入磁场时速度的大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小及粒子从A点出发到从N点离开磁场所经历的时间;
(3)若粒子在离开磁场前某时刻,磁感应强度方向不变,大小突然变为B′,此后粒子恰好被束缚在磁场中,则B′的最小值为多少?
如图,一质量为m、边长为l的正方形金属线框abcd沿倾角为θ=30°的光滑斜面由静止下滑,依次经过宽度均为l的两匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ,下滑过程中,线框bc边一直与磁场边界平行,且金属线框bc边的初始位置离磁场Ⅰ的上边界的距离为,两磁场的方向均垂直斜面向里,Ⅰ区域的磁感应强度是Ⅱ区域的磁感应强度的2倍。两磁场的间距为L(L未知,但L>l),线框进入磁场Ⅰ时,恰好做匀速运动,从磁场I中穿出后又匀速通过磁场Ⅱ。重力加速度为g,求:
(1)在Ⅰ、Ⅱ两磁场中匀速运动时的速度大小的比值;
(2)写出L与l的关系式;
(3)若斜面底端离磁场Ⅱ下边界的距离为l,求金属线框从静止开始下滑到底端所产生的热量。
某游戏设施如图所示,由半圆形APB和直线BC组成的细圆管轨道固定在水平桌面上(圆半径比细管内径大得多),轨道内壁光滑。已知APB部分的半径R=0.4m。弹射装置将一质量m=0.2kg的小球(可视为质点)以水平初速度v0从A点弹入轨道,小球从C点离开轨道水平抛出,落地点D离C点的水平距离为s=0.8m,桌子的高度h=0.8m,不计空气阻力,取g=10m/s2.求:
(1)小球水平初速度v0的大小;
(2)小球在半圆形轨道上运动时细圆管对小球的作用力F的大小。
如图所示,两足够长平行金属导轨间的距离L=1m,金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°,在导轨所在平面内,分布着磁感应强度B=0.50T、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=4.5V、内阻r=0.50Ω的直流电源。现把一个质量m=0.050kg的导体棒ab放在金属导轨上,导体棒恰能静止。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R=4Ω。金属导轨电阻不计,取g=10m/s2,已知sin37°=0.60,cos37°=0.80。求:
(1)导体棒受到的安培力大小;
(2)导体棒受到的摩擦力大小。
某同学设计了一个研究平抛运动的实验。实验装置示意图如图甲所示,A是一块水平木板,在其上等间隔地开凿出一组平行的插槽(图中P0P0′、P1P1′……),槽间距离均为d。把覆盖复写纸的白纸铺贴在平面硬板B上。实验时依次将B板竖直插入A板的各插槽中,每次让小球从斜轨道的同一位置由静止释放。每打完一点后,把B板插入后一槽中并同时向纸面内侧平移距离d。实验得到小球在白纸上打下的若干痕迹点,O点为硬板B插入P0P0′时。小球打下的痕迹点。以O为原点,水平和竖直方向为x、y轴方向,建立坐标系,如图乙所示。
(1)实验前应对斜轨道反复调节,直到______,每次让小球从斜轨道的同一位置由静止释放,是为了保证小球每次做平抛运动的______相同;
(2)每次将B板向内侧平移距离d,是为了______;
(3)在图乙中绘出小球做平抛运动的轨迹______。
在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系“实验中
(1)实验时需要的仪器为图中的___________(填选项字母)
(2)某同学在完成上述实验后,采用如图所示的电路测量变压器原线圈的电阻(阻值较小),为保证电路中各元件安全,实验结束时,首先应断开__________(填选项前的字母)
A.导线A B.导线B C.开关C D.导线D