如图,在竖直面内有两平行金属导轨AB、CD。导轨间距为L=1m,电阻不计。一根电阻不计的金属棒ab可在导轨上无摩擦地滑动。棒与导轨垂直,并接触良好。在分界线MN的左侧,两导轨之间有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B=1T。MN右侧的导轨与电路连接。电路中的两个定值电阻阻值分别为R1=4Ω,R2=2Ω。在EF间接有一水平放置的平行板电容器C,板间距离d=8cm,板长x=8cm(g=10m/s2)
(1)当金属棒ab以某一速度v匀速向左运动时,电容器中一质量m0=8×10-17kg,电荷量q0为8×10-17C的带电微粒恰好静止。试判断微粒的带电性质并求出金属棒ab的速度v大小。
(2)将金属棒ab固定在距离MN边界x1=0.5m的位置静止不动。MN左侧的磁场按B=1+0.5t(T)的规律开始变化,则从t=0开始的4s内,通过电阻R1的电荷量是多少?
(3)在第(2)问的情境下,某时刻另有一带电微粒以v0=2m/s的速度沿平行板间的中线射入平行板电容器,经过一段时间恰好从一个极板的边缘飞出。求该带电微粒的荷质比。(不计该带电微粒的重力)
如图所示,在xoy坐标面的第一象限内有沿y轴方向的匀强电场,在第四现象内有垂直xoy平面向外的匀强磁场。一质量为m、带电量为+q的粒子在P点(6L,L)以速度v0向x轴负方向运动,从x轴上N点(图中未标出)进入磁场,然后从x轴上M点(2L,0)离开磁场,在M点速度方向与x轴负方向夹角为45°。不计粒子重力。
(1)求电场强度E的大小;
(2)求匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(3)求粒子从P点到M点所用的时间。
如图所示,在倾角θ=37°的绝缘斜面上,固定一宽L=0.25m的平行金属导轨,在导轨上端接入电源和滑动变阻器,电源电动势E=15V,内阻r=1Ω,一质量m=20g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好,导轨与金属棒的电阻不计.整个装置处于磁感应强度B=1T,方向水平向右与金属棒ab垂直的匀强磁场中.调节滑动变阻器R=24Ω时,金属棒恰能在导轨上静止,已知:g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8
(1)请计算通过金属棒的电流;
(2)请计算金属棒ab所受摩擦力大小;
(3)如果斜面光滑,改变所加的匀强磁场,求所加匀强磁场的磁感应强度B1最小值和方向.
如图所示,在水平向右的匀强电场中,用长为L不可伸长的绝缘细线拴住一质量为m,带电荷量为q的小球,线的上端固定于O点.细线与竖直方向成30°角时静止释放小球,小球开始摆动,当摆到A点时速度为零,此时OA恰好处于水平状态,设整个过程中细线始终处于拉直状态,静电力常量为k,忽略空气阻力.求:
(1)判断小球电性;
(2)BA两点间的电势差UBA;
(3)匀强电场的场强E的大小.
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5Ω,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(3V,内阻约1Ω);
B.电流表A1(0~3A,内阻0.0125Ω);
C.电流表A2(0~0.6A,内阻0.125Ω);
D.电压表V1(0~3V,内阻4kΩ);
E.电压表V2(0~15V,内阻15kΩ);
F.滑动变阻器R1(0~20Ω,额定电流1A);
G.滑动变阻器R2(0~2000Ω,额定电流0.3A);
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)。为使通过待测金属丝的电流能从0~0.5A范围内改变,电路应选_______(填写甲、乙、丙、丁)。
(2)若用L表示金属丝接入电路中的长度,d表示直径,U表示金属丝上的电压。I表示金属丝中的电流,请用以上字符写出计算金属丝电阻率的表达式ρ=______________________。
用螺旋测微器测量一根金属丝的直径,如图甲所示读数是________mm。用游标卡尺测量一小球的直径,如图乙所示的读数是____mm。