如图所示,间距为L的平行且足够长的光滑导轨由两部分组成:倾斜部分与水平部分平滑相连,倾角为θ,在倾斜导轨顶端连接一阻值为r的定值电阻.质量为m、电阻也为r的金属杆MN垂直导轨跨放在导轨上,在倾斜导轨区域加一垂直导轨平面向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场;在水平导轨区域加另一垂直导轨平面向下、磁感应强度大小也为B的匀强磁场.闭合开关S,让金属杆MN从图示位置由静止释放,已知金属杆运动到水平导轨前,已达到最大速度,不计导轨电阻且金属杆始终与导轨接触良好,重力加速度为g.求:
(1)金属杆MN在倾斜导轨上滑行的最大速率vm;
(2)金属杆MN在倾斜导轨上运动,速度未达到最大速度vm前,当流经定值电阻的电流从零增大到I0的过程中,通过定值电阻的电荷量为q,求这段时间内在定值电阻上产生的焦耳热Q;
(3)金属杆MN在水平导轨上滑行的最大距离.
如图所示,将直径为2R的半圆形导轨固定在竖直面内的A、B两点,直径AB与竖直面的夹角为60°;在导轨上套一质量为m的小圆环,原长为2R、劲度系数的弹性轻绳穿过圆环且固定在A、B两点.已知弹性轻绳满足胡克定律,且形变量为x时具有弹性势能EP=kx2,重力加速度为g,不计一切摩擦.将圆环由A点正下方的C点静止释放,当圆环运动到导轨的最低点D点时,求:
(1)圆环的速率v;
(2)导轨对圆环的作用力F的大小。
一个气球以4 m/s的速度匀速竖直上升,气球下面系着一个重物,当气球上升到下面的重物离地面217 m时,系重物的绳子断了,不计空气阻力,问从此时起,重物经过多长时间落到地面?重物着地时的速度多大?(g取10 m/s2)
某同学利用多用电表欧姆挡测量标准电压表的内阻并对电压表的示数进行校对,实验器材如下:
多用电表(欧姆挡对应刻度盘上正中央数值为15);
标准电压表(量程10V,内阻约为几十);
电压表(量程10V,内阻);
滑动变阻器R(最大阻值约);
电源E(电动势为12V,内阻不计);
开关S一个、导线若干。
(1)利用多用电表欧姆挡测量电压表的内阻,将红、黑表笔短接调零后,选用图甲中________(选填“A”或“B”)方式连接;
(2)实验中,两表的示数如图乙所示,可得多用电表欧姆挡的读数为,电压表的读数为________V,通过计算可得出欧姆挡电池的电动势为________V(结果保留三位有效数字);
(3)利用标准电压表对电压表进行校对,请在虚线框中画出电路图_______;
(4)校对中发现,调节滑动变阻器,标准电压表示数为9.00V时,电压表的示数为10.00V,为使示数准确,应给表串联________的电阻。
某同学在家中找到两根一样的轻弹簧P和Q、装有水总质量的矿泉水瓶、刻度尺、量角器和细绳等器材,设计如下实验验证力的平行四边形定则,同时测出弹簧的劲度系数k。其操作如下:
a.将弹簧P上端固定,让其自然下垂,用刻度尺测出此时弹簧P的长度;
b.将矿泉水瓶通过细绳连接在弹簧P下端,待矿泉水瓶静止后用刻度尺测出此时弹簧P的长度,且;
c.在细绳和弹簧Q的挂钩上涂抹少许润滑油,将细绳搭在挂钩上,缓慢地拉起弹簧Q,使弹簧P偏离竖直方向夹角为,测出弹簧Q的长度为及其轴线与竖直方向夹角为,如图乙所示;
(1)取重力加速度,则弹簧P的劲度系数________;
(2)若要验证力的平行四边形定则,和需满足的条件是________cm,________。
如图,在一竖直平面内,BCDF段是半径为R的圆弧挡板,AB段为直线型挡板(长为),两者在B点相切,=37°,C、F两点与圆心等高,D在圆弧形挡板的最低点,所有接触面均光滑,绝缘挡板处于水平方向场强为的匀强电场中.现将带电量为+q,质量为m的小球从挡板内侧的A点由静止释放,小球沿挡板内侧ABCDF运动到F点后抛出,在这段运动过程中,下列说法正确的是(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
A.匀强电场的场强大小可能是
B.小球运动到D点时动能一定不是最大
C.小球机械能增加量的最大值是
D.小球从B到D运动过程中,动能的增量为