图甲是法拉第发明的人类历史上的第一台发电机,图乙是这个圆盘发电机的示意图:圆盘安装在水平铜轴上,它的边缘正好在两磁极之间,两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘接触,下列分折正确的是( )
A.因穿过铜盘的磁通量没有发生变化,故法拉第的第一台发电机不能发电
B.假若该发电机能发电,则图乙中R上的电流从下向上流动
C.图乙中流过R的是方向不断改变的交流电
D.设图乙中铜盘半径为r,匀强磁场大小为B,铜盘转动的角速度为ω,铜盘产生的电动势为E=Bωr2
质谱仪是分离和检测不同同位素的仪器,由静电分析器和磁分析器等组成的质谱仪如图所示。左侧静电分析器中有方向指向圆心O、与O点等距离处各点的场强大小相等的径向电场。右侧的磁分析器中分布着方向垂直于纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场,其左边界与静电分析器的右边界平行,两边界间距近似为零。从离子源射出的速度很小(可认为是零)。质量为m、电荷量为q的离子经加速电场加速后以速度v从M点射入静电分析器,沿半径为r0的四分之一圆弧轨道做匀速圆周运动,从N点水平射出进入磁分析器,最后打在竖直放置于磁分析器左边界的探测板上Q点(Q点未标出),不计离子重力和离子间的相互作用。
(1)求加速电场的电压和静电分析器中径向电场的电场强度大小;
(2)计算探测板上Q点到O点的距离和离子从M点到Q点的运动时间;
(3)若两种质量分别为m1和m2的同位素离子分别以速度v1和v2从N点射入右侧的磁分析器中,求两种离子打在探测板上的位置到N点的距离之比。
如图所示,BCDG是光滑绝缘的圆形轨道,位于竖直平面内,轨道半径为R,下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场中,现有一质量为m、带正电的小滑块(可视为质点)置于水平轨道上,滑块受到的电场力大小为3mg,滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5,若滑块从水平轨道上距离B点距离为s=4R的A点由静止释放(重力加速度为g)。求:
(1)滑块到达圆轨道最高点D点时的速度大小v0;
(2)滑块到达圆轨道最高点D点时受到轨道的作用力大小F。
如图所示为用直流电动机提升重物的装置,重物的重量为500N,电源电动势E=110V,电源内阻r=2Ω,不计各处摩擦,当电动机以v=0.80m/s的恒定速度向上提升重物时,电路中的电流I=5.0A。求:
(1)电动机消耗的总功率P总。
(2)电动机线圈的电阻R。
在“测定金属的电阻率”的实验中,某同学所测的金属导体的形状如图甲所示,其横截面为空心的等边三角形,外等边三角形的边长是内等边三角形边长的2倍,内三角形为中空。
为了合理选用器材设计测量电路,他先用多用表的欧姆挡“×1”按正确的操作步骤粗测其电阻,指针如图乙,则读数应记为________ Ω。
现利用实验室的下列器材,精确测量它的电阻R,以便进一步测出该材料的电阻率ρ:
A.电源E(电动势为3 V,内阻约为1 Ω)
B.电流表A1(量程为0~0.6 A,内阻r1 约为1 Ω)
C.电流表A2(量程为0~0.6 A,内阻r2=5 Ω)
D.最大阻值为10 Ω的滑动变阻器R0
E.开关S,导线若干
(1)请在图丙虚线框内补充画出完整、合理的测量电路图_______________。
(2)先将R0调至最大,闭合开关S,调节滑动变阻器R0,记下各电表读数,再改变R0进行多次测量。在所测得的数据中选一组数据,用测量量和已知量来计算R时,若A1的示数为I1,A2的示数为I2,则该金属导体的电阻 R=________。
(3)该同学用直尺测量导体的长度为L,用螺旋测微器测量了外三角形的边长a。测边长a时,螺旋测微器读数如图丁所示,则a=________ mm。用已经测得的物理量I1、I2、L、a及题中所给物理量可得到该金属材料电阻率的表达式为ρ=________。
(1)如图游标卡尺读数为_____mm。
(2)某电流表表头内阻Rg=200Ω,满偏电流Ig=2mA,按如图改装成量程为3V和15V的电压表,其中R1=_____Ω。