某同学利用如图1所示的装置“探究合外力做功与物体动能变化的关系”,具体实验步骤如下:
A.按照图示安装好实验装置,挂上砂桶(含少量砂子)。
B.调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车沿长木板向下运动,且通过两个光电门的时间相等。
C.取下细绳和砂桶,测量砂子和桶的质量m,并记录数据。
D.保持长木板的倾角不变,将小车置于靠近滑轮的位置,由静止释放小车,记录小车先后通过光电门甲和乙时的时间t1、t2,并测量光电门甲、乙之间的距离为s.
E.改变光电门甲、乙之间的距离,重复步骤D。
请回答下列各问题:
(1)若砂桶和砂子的总质量为m,小车的质量为M,重力加速度为g,则步骤D中小车下滑时所受合力大小为________。(忽略空气阻力)
(2)用游标卡尺测得遮光片宽度(如图2所示)d =_________mm。
(3)在误差允许的范围内,若满足__________,则表明物体所受合外力做的功等于物体动能变化量。(用题目所给字母表示)
如图所示,ABCD为固定的水平光滑矩形金属导轨,AB间距离为L,左右两端均接有阻值为R的电阻, 处在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中,质量为m、长为L的导体棒MN放在导轨上, 甲、乙两根相同的轻质弹簧一端与MN棒中点连接,另一端均被固定,MN棒始终与导轨垂直并保持良好接触,导轨与MN棒的电阻均忽略不计。初始时刻,两弹簧恰好处于自然长度,MN棒具有水平向左的初速度v0,经过一段时间,MN棒第一次运动至最右端,在这一过程中AB间电阻R上产生的焦耳热为Q,则( )
A.初始时刻棒受到安培力大小为
B.从初始时刻至棒第一次到达最左端的过程中,整个回路产生焦耳热等于
C.当棒再次回到初始位置时,AB间电阻R的功率小于
D.当棒第一次到达最右端时,甲弹簧具有的弹性势能为
如图所示,垂直于纸面向里的匀强磁场分布在正方形abcd区域内,O点是cd边的中点。一个带正电的粒子仅在磁场力作用下,从O点沿纸面以垂直于cd边的速度射入正方形内,经过时间t0刚好从c点射出磁场。现设法使该带电粒子从O点沿纸面以与od成30°角的方向、大小不同的速率射入正方形内,则下列说法中正确的是( )
A.若该带电粒子在磁场中经历的时间是,则它一定从ad边射 出磁场
B.若该带电粒子在磁场中经历的时间是,则它一定从cd边射出磁场
C.若该带电粒子在磁场中经历的时间是t0,则它一定从ab边射出磁场
D.若该带电粒子在磁场中经历的时间是,则它一定从bc边射出磁场
A、B两物体质量均为m,其中A带正电,带电量为q,B不带电,通过劲度系数为k的绝缘轻质弹簧相连放在水平面上,如图所示,开始时两者都处于静止状态。现在施加竖直向上的匀强电场,电场强度E = ,式中g为重力加速度,若不计空气阻力,不考虑A物体电量的变化, 则以下判断正确的是( )
A.从开始到B刚要离开地面过程,A物体速度大小先增大后减小
B.刚施加电场的瞬间,A的加速度为4g
C.从开始到B刚要离开地面的每段时间内,A物体的机械能增量一定等于电势能的减少量
D.B刚要离开地面时,A的速度大小为2g
如图所示,固定在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d,其右端接有阻值为R的电阻,整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中。一质量为m (质量分布均匀)的导体杆ab垂直于导轨放置,且与两导轨保持良好接触,杆与导轨之间的动摩擦因数为μ。现杆受到水平向左、垂直于杆的恒力F作用,从静止开始沿导轨运动,当运动距离L时,速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直)。设杆接入电路的电阻为r,导轨电阻不计,重力加速度大小为g。对于此过程,下列说法中正确的是( )
A.当杆的速度达到最大时,a、b两端的电压为
B.杆的速度最大值为
C.恒力F做的功与安培力做的功之和等于杆动能的变化量
D.安倍力做功的绝对值等于回路中产生的焦耳热
如图所示,将一交流发电机的矩形线圈abcd通过理想变压器外接电阻R=5Ω,已知线圈边长ab=cd=0.1m, ad=bc = 0.2m,匝数为50匝,线圈电阻不计,理想交流电压表接在原线圈两端,变压器原副线圈匝数比n1︰n2=l︰3,线圈在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中绕垂直磁场的虚线轴以ω=200rad/s的角速度匀速转动,则( )
A.从图示位置开始计时,线圈中产生的电动势随时间变化的关系式为 e=40sin200t(V)
B.交流电压表的示数为20 V
C.电阻R上消耗的电动率为720W
D.电流经过变压器后频率变为原来的2倍