如图,从离子源A发出的初速度为零、带电荷量为质量为的正离子,被电压为的电场加速后,沿中心轴线射入带电的平行板电容器。电容器的板长为、板间距离为,板间电压为。离子射出电场一段时间后又进入一个环状区域的匀强磁场,磁场的外半径为,宽度,磁场方向垂直于纸面向里,磁场的圆心与平行板电容器的中心重合,求:
(1)该离子进入偏转电场时速度的大小;
(2)为使该离子不能从磁场外边缘射出,磁场的磁感应强度的最小值;
(3)为保证该离子不从磁场外边缘射出,离子在磁场中运动的最长时间。
雨滴的实际形成及下落过程较为复杂,其中的一种简化模型如下所述。一个质量为的雨滴甲由静止竖直下落后,与另一个以的速度竖直匀速下落的雨滴乙碰撞,碰撞后合为一个较大的雨滴。雨滴乙的质量为,碰撞位置离地面的高度为,取重力加速度为。设各雨滴在空气中运动时所受阻力大小相等。
(1)求雨滴下落过程所受空气阻力的大小;
(2)若雨滴与地面的碰撞时间为,碰撞后的雨滴速度为零,求碰撞作用力的大小。
用图甲所示的实验装置验证、组成的系统的机械能守恒。从高处由静止开始下落,同时向上运动拉动纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。图乙给出的是实验中获取的一条纸带,其中0是打下的第一个点,每相邻两个计数点间还有4个未标出的点,计数点间的距离如图中所示。已知电源的频率为,,,取。完成以下问题。(计算结果保留2位有效数字)
(1)在纸带上打下计数点5时的速度_____。
(2)在打0~5点过程中系统动能的增加量______,系统势能的减少量_____,由此得出的结论是________________。
(3)依据本实验原理作出的图像如图丙所示,则当地的重力加速度______。
研究电阻值相近的两个未知元件和的伏安特性,使用的器材有多用电表、电压表(内阻约为)、电流表(内阻约为)。
(1)用多用电表欧姆挡的“”倍率粗测元件的电阻,示数如图(a)所示,其读数为_____。若用电压表与电流表测量元件的电阻,应选用图(b)或图(c)中的哪一个电路_____(选填“(b)”或“(c)”)。
(2)连接所选电路并闭合开关,滑动变阻器的滑片从左向右滑动,电流表的示数逐渐______(选填“增大”或“减小”);依次记录实验中相应的电流值与电压值。
(3)将元件换成元件,重复上述步骤进行实验。
(4)图(d)是根据实验数据作出的元件和的图线,由图像可知,当元件中的电流增大时其电阻_________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
地球探测器的发射可简化为以下过程。先开动发动机使探测器从地表由静止匀加速上升至高处,该过程的平均加速度约为。再开动几次发动机改变探测器速度的大小与方向,实现变轨,最后该探测器在高度绕地球做匀速圆周运动。已知探测器的质量约为,地球半径约为,万有引力常量为。探测器上升过程中重力加速度可视为不变,约为。则关于探测器的下列说法,正确的是( )
A.直线上升过程的末速度约为
B.直线上升过程发动机的推力约为
C.直线上升过程机械能守恒
D.绕地球做匀速圆周运动的速度约为
空间中有水平方向的匀强电场,同一电场线上等间距的五个点如图所示,相邻各点间距均为。一个电子在该水平线上向右运动,电子过点时动能为,运动至点时电势能为,再运动至点时速度为零。电子电荷量的大小为,不计重力。下列说法正确的是( )
A.由至的运动过程,电场力做功大小为
B.匀强电场的电场强度大小为
C.等势面的电势为
D.该电子从点返回点时动能为