如图所示,两根光滑平行的金属导轨MN、PQ固定在竖直平面内,两导轨间距为L,上端M、P间接有阻值为R的电阻,导轨电阻不计,导轨置于磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向外的匀强磁场中。轻质弹簧一端固定于N、Q所在的水平平面上,另一端与质量为m、电阻为r的导体棒连接在一起,导体棒紧靠在导轨上。初始时刻,弹簧恰处于自然长度,导体棒具有沿导轨向上的初速度v0,整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。已知弹簧的劲度系数为k,弹簧的中心轴线与导轨平行
(1)求初始时刻通过电阻R的电流大小和方向
(2)当导体棒第一次回到初始位置时,速度变为v,求此时导体棒的加速度大小
(3)弹簧弹性势能的表达式为,式中x表示弹簧的形变量。求导体棒从开始运动直到最终停止的过程中,电阻R上产生的焦耳热
如图所示,在xOy坐标平面内的第一象限中存在一匀强磁场,磁场方向垂直坐标平面向里。一个质量为m、带电荷量为q的正粒子,从x轴上的M点以初速度v0沿与x轴正方向成30°角射入第一象限中,粒子在磁场中做圆周运动,之后恰好垂直y轴射出第一象限,已知 OM长为L,不计粒子重力,求:
(1)匀强磁场的磁感应强度B的大小
(2)粒子在磁场中运动的时间
如图所示,a、b、c三点处在某一匀强电场中,该电场方向与a、b两点的连线平行,已知ab的长度L1=5 cm,ac 的长度L2=16cm,ab与ac间的夹角θ= 120°。现把带电荷量为 C的点电荷从a点移到b点,电场力做功为J。求:
(1)a、b两点间的电势差Uab
(2)把该电荷从a点移到c点,电场力做的功
某同学通过查阅资料发现电子秤的主要部件为-一个压敏电阻, 他欲自制一台电子秤,设计的电路如图1所示。现提供有下列器材:
A.直流电源:电动势约4.5V, 内阻很小
B.电流表④:量程为0~0.6A,内阻不计
C.电流表④:量程为0~3.0A,内阻不计
D.滑动变阻器R:最大阻值为10Ω
E.滑动变阻器R:最大阻值为500Ω
F.压敏电阻(没有压力时阻值为20Ω,允许通过的最大电流为0.6A)
G.质量均为m的一组砝码
H.待测物体、开关、若干导线等
(1)在可供选择的器材中,应该选用的电流表是____,应该选用的滑动变阻器是____ (填器材前的字母标号)
(2)根据所选器材正确组装电路,用来描绘通过压敏电阻的电流随压力变化的关系图像,请补全实验步骤
①调节滑动变阻器,使通过压敏电阻的电流为某一数值
②保持滑片位置不动,在压敏电阻上方放一个砝码,读出________
③不断增加砝码个数以增大砝码对压敏电阻的压力F,分别读出电流表对应的电流值I
④建立I-F坐标系,根据记录数据进行描点,用平滑的曲线连接,让尽可能多的点落在这条曲线上,如图2所示
⑤将待测物体静止放在压敏电阻上,根据物体放在压敏电阻上所对应的电流值,对照I-F图像,可读出________
(3)请你结合图2分析,当1=0.3A,压敏电阻受到的压力大小为___N(结果保留两位有效数字)
图1为实验小组用安阻法测量电源的电动势和内阻的设计电路,已知电流表内阻很小,可忽略不计。某同学将两次测量所记录的多组数据绘制得到关系图线如图2所示。
(1)对比两次测量结果可知E1_______E2。(填“大于”“小于”或“等于”)
(2)第一次所测电源的电动势E1 =_______V,内阻r1=_______Ω(结果保留两位有效数字)
如图所示为电磁炮的模型,其轨道处在水平面内。已知电源电动势E=12V,内阻r=1Ω电阻R=4Ω;两导轨间距L为1m,长度s为20m,导体棒MN的电阻为4Ω,质量为2kg,导轨间存在方向垂直导轨平面、磁感应强度大小为B=1T的匀强磁场(未画出)。初始状态时导体棒静止在导轨最左端并与导轨垂直接触,若不计导轨电阻及一切摩擦,则开关闭合后,下列说法正确的是( )
A.开关闭合瞬间,通过导体棒的电流I=3A
B.导体棒刚开始运动时的加速度大小为1m/s2
C.导体棒离开导轨时的动能为40J
D.导体棒离开导轨时的动能小于40J