如图所示,电阻不计的光滑金属导轨由弯轨AB,FG和直窄轨BC,GH以及直宽轨DE、IJ组合而成,AB、FG段均为竖直的圆弧,半径相等,分别在B,G两点与窄轨BC、GH相切,窄轨和宽轨均处于同一水平面内,BC、GH等长且与DE,IJ均相互平行,CD,HI等长,共线,且均与BC垂直。窄轨和宽轨之间均有竖直向上的磁感强度为B的匀强磁场,窄轨间距为,宽轨间距为L。由同种材料制成的相同金属直棒a,b始终与导轨垂直且接触良好,两棒的长度均为L,质量均为m,电阻均为R。初始时b棒静止于导轨BC段某位置,a棒由距水平面高h处自由释放。已知b棒刚到达C位置时的速度为a棒刚到达B位置时的,重力加速度为g,求:
(1)a棒刚进入水平轨道时,b棒加速度ab的大小;
(2)b棒在BC段运动过程中,a棒产生的焦耳热Qa;
(3)若a棒到达宽轨前已做匀速运动,其速度为a棒刚到达B位置时的,则b棒从刚滑上宽轨到第一次达到匀速的过程中产生的焦耳热Qb。
如图所示,一质子自M点由静止开始,经匀强电场加速运动了距离d后,由N点沿着半径方向进入直径为d的圆形匀强磁场区域,在磁场中偏转了 弧度后飞出磁场,求质子在电场和磁场中运动的时间之比。
某实验小组利用如图所示的装置验证“碰撞过程中的动量守恒”和探究“碰撞过程中的动能是否守恒”。水平的气垫导轨上有两滑块A、B,滑块A上有宽度为d的遮光板;滑块B上固定一支架,支架上水平固定一内壁光滑左侧开口的细薄金属直管,金属管右侧用金属板封闭,管内靠近金属板处静置一金属小球。气垫导轨通气后利用右侧挡板上的弹射装置将滑块A向左弹出,测得滑块A第一次经过光电门的时间为t1,后与静止的滑块B相碰,碰后滑块B和小球一起向左滑动滑块A向右运动。滑块A第二次通过光电门的时间为t2,滑块B与左侧挡板刚接触时,立即被安装的锁止装置锁止,同时金属管中的小球沿管壁飞出落在水平地面上的O点(图中未画出)。用天平称量出滑块A(包括遮光板的总质量M1、滑块B(包括支架、金属管)的总质量M2、小球的质量m,重力加速度为g。请回答以下问题:
(1)除了题中已给出的物理量还需用刻度尺测出的物理量及符号是________。
(2)小球离开金属管口时的速度大小为 ________(用题中已知和(1)问中物理量符号表示)。
(3)要验证碰撞过程中的动量守恒,本实验需要验证的表达式为 ________。
(4)要进一步探究碰撞过程中的动能是否守恒,需要比较表达式________与表达式________在误差允许范围内是否相等。
实验室中有一台铭牌模糊的可拆卸式变压器,如图所示,该变压器可近似看做理想变压器。某同学欲测量它的初级次级线圈匝数:先在闭合铁芯的上端铁轭处紧密缠绕100匝漆包细铜线,并将细铜线两端与理想交流电压表构成闭合回路。
(1)在次级线圈左右两端的接线柱上输入12V低压交流电压,理想交流电压表示数为60V,则次级线圈的匝数为________匝;在初级线圈左右两端的接线柱上输入12V低压交流电压,理想交流电压表示数为30V,则初级线圈的匝数为________匝。
(2)若初级线圈左右两端接线柱接入的交变电压瞬时表达式为u=311sin100πt(V),则与次级线圈左右两端接线柱直接相连的理想交流电压表的示数为________V。
某探究小组利用图甲所示的电路探究一标签模糊的理想变压器的原、副线圈匝数比。R为定值电阻,L1、L2为两只标有“5V,2A”的相同小灯泡,S为开关。保持开关S断开,在输入端施加如图乙所示的交变电压后,灯泡L1正常发光,测得电阻R两端的电压为灯泡L1两端电压的2倍。以下说法正确的是( )
A.理想变压器原、副线圈的匝数比为4:1
B.理想变压器原、副线圈的匝数比为1:4
C.定值电阻的阻值为10Ω
D.闭合开关S后,灯泡L1中的电流变小
如图是氢原子的能级示意图。当氢原子从n=4能级跃迁到n=2能级时,辐射出光子a;从n=2能级跃迁到n=1能级时,辐射出光子b。以下判断正确的是( )
A.光子b可能使处于基态的氢原子电离
B.n=4能级比n=2能级氢原子的电子动能小
C.一个处于n=5能级的氢原子向低能级跃迁时最多可辐射10种不同的谱线
D.若与a同频率的光可以使某金属发生光电效应,那么与b同频率的光也可以使该金属发生光电效应