如图所示,在xOy坐标平面的第一象限内有沿y轴正方向的匀强电场,在第四象限内有垂直于纸面向外的匀强磁场。有一质量为m,电荷量为q,带负电的粒子(重力不计)从坐标原点O射入磁场,其入射方向与y轴负方向成45°角。当粒子第一次进入电场到达P点时速度大小为v0,方向与x轴正方向相同,P点坐标为(4L,L)。求:
(1)粒子从O点射入磁场时速度v的大小;
(2)磁感应强度B的大小;
(3)粒子从O点运动到P点所用的时间。
如图所示,两条间距L1=0.5m的平行光滑金属直导轨,沿与水平地面间夹角θ=30°的方向固定放置。空间存在垂直导轨所在的斜面向上的匀强磁场,其磁感应强度B随时间变化的关系为B=0.2t(T)。垂直导轨放置的金属棒ab固定,金属棒cd在平行于斜面向上的力F作用下保持静止,金属棒cd的质量为m=0.2kg,金属棒ab的电阻R1=0.2Ω,金属棒cd的电阻R2=0.3Ω,两金属棒之间的距离为L2=0.2m,取g=10m/s²。求:
(1)力F随时间变化的表达式
(2)在t0=1000s内金属棒cd产生的焦耳热Q
质量为的小车置于光滑的水平面上,车上固定着一根竖直轻杆,质量为m的小球用长为L的轻绳悬挂在杆的上端。按住小车并拉直轻绳使其水平,然后同时放开小车和小球,小球下落后与轻杆发生弹性碰撞。
(1)求碰撞前瞬间小球和小车的速度大小;
(2)若碰撞的作用时间为,求碰撞过程中小球对轻杆的平均冲击力的大小。
一滑雪者和雪橇的总质量为,沿足够长的斜坡向下滑动,斜坡倾角,雪橇与斜坡之间的动摩擦因数为,滑雪者所受的空气阻力与速度大小的比值为常量k(未知),某时刻滑雪者的速度大小为,加速度大小为,取,,。求:
(1)常量k;
(2)滑雪者的最大速率。
如图甲所示为利用多用电表的电阻挡研究电容器的充、放电的实验电路图。多用电表置于×1k挡,电源电动势为,内阻为,实验中使用的电解电容器的规格为“”。欧姆调零后黑表笔接电容器正极,红表笔接电容器负极。
(1)充电完成后电容器两极板间的电压________(选填“大于”“等于”或“小于”)电源电动势,电容器所带电荷量为________C;
(2)如图乙所示,充电完成后未放电,迅速将红、黑表笔交换,即黑表笔接电容器负极,红表笔接电容器正极,发现电流很大,超过电流表量程,其原因是___________。
为了探究物体质量与加速度的关系,某同学设计了如图所示的实验装置。质量分别为m1和m2的两个小车,用一条柔软的轻绳通过滑轮连起来,重物的质量为m0,忽略滑轮的质量和各种摩擦,使两车同时从静止开始运动,同时停止,两个小车发生的位移大小分别为x1和x2。
(1)如果想验证小车的质量和加速度成反比,只需验证表达式____________成立。(用题中所给物理量表示)
(2)实验中____________(填“需要”或“不需要”)满足重物的质量远小于小车的质量。