下列说法正确的是( )
A.电场不是实物,因此不是物质
B.元电荷就是电子
C.首次比较准确地测定电子电荷量的实验是密立根油滴实验,其实验原理是微小带电油滴在电场中受力平衡
D.库仑定律与万有引力定律在形式上很相似;由此人们认识到库仑力与万有引力是同种性质的力
如图所示为回旋加速器的结构示意图,匀强磁场的方向垂直于半圆型且中空的金属盒D1和D2,磁感应强度为B,金属盒的半径为R,两盒之间有一狭缝,其间距为d,且R≫d,两盒间电压为U。A处的粒子源可释放初速度不计的带电粒子,粒子在两盒之间被加速后进入D1盒中,经半个圆周之后再次到达两盒间的狭缝。通过电源正负极的交替变化,可使带电粒子经两盒间电场多次加速后获得足够高的能量。已知带电粒子的质量为m、电荷量为+q。
(1)不考虑加速过程中的相对论效应和重力的影响。
①求粒子可获得的最大动能Ekm;
②若粒子第1次进入D1盒在其中的轨道半径为r1,粒子第2次进入D1盒在其中的轨道半径为r2,求r1与r2之比;
③求粒子在电场中加速的总时间t1与粒子在D形盒中回旋的总时间t2的比值,并由此计算粒子在回旋加速器中运动的时间时,t1与t2哪个可以忽略?(假设粒子在电场中的加速次数等于在磁场中回旋半周的次数);
(2)实验发现:通过该回旋加速器加速的带电粒子能量达到25~30MeV后,就很难再加速了。这是由于速度足够大时,相对论效应开始显现,粒子的质量随着速度的增加而增大。结合这一现象,分析在粒子获得较高能量后,为何加速器不能继续使粒子加速了。
如图所示,MN、PQ两平行水平导轨间距为l=0.5m,分别与半径r=0.5m的相同竖直半圆导轨在N、Q端平滑连接,M、P端接有R=3Ω的定值电阻。质量M=2kg的绝缘杆cd垂直静止在水平导轨上,在其右侧至N、Q端的区域内充满竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B=0.4T。现有质量m=1kg、电阻R0=1Ω的金属杆ab,以初速度v0=12m/s水平向右与绝缘杆cd发生正碰后,进入磁场并最终未滑出,绝缘杆cd则恰好通过半圆导轨最高点。不计导轨电阻和摩擦,金属杆ab始终与导轨垂直且接触良好,a取10m/s2,(不考虑杆cd通过半圆导轨最高点以后的运动)。求:
(1)杆cd通过半圆导轨最高点时的速度v的大小;
(2)正碰后杆ab的速度v1的大小;
(3)杆ab刚进入磁场时感应电流I的大小、方向及其所受的安培力F的大小;
(4)杆ab运动的过程中,电阻R产生的焦耳热QR。
有一个推矿泉水瓶的游戏节目,规则是:选手们从起点开始用力推瓶一段时间后,放手让瓶向前滑动,若瓶最后停在桌上有效区域内,视为成功;若瓶最后末停在桌上有效区域内或在滑行过程中倒下,均视为失败。其简化模型如图所示,AC是长度为L1=5m的水平桌面,选手们可将瓶子放在A点,从A点开始用一恒定不变的水平推力推瓶,BC为有效区域。已知BC长度L2=1m,瓶子质量m=1kg,瓶子与桌面间的动摩擦因数μ=0.2.某选手作用在瓶子上的水平推力F=10N,瓶子沿AC做直线运动,假设瓶子可视为质点,滑行过程中未倒下,g取10m/s2,那么该选手要想游戏获得成功,试问:
(1)推力作用在瓶子上的时间最长不得超过多少?
(2)推力作用在瓶子上的距离最小为多少?
某同学为了测量一根铅笔芯的电阻率,设计了如图所示的电路测量该铅笔芯的电阻值.所用器材有电流表、,电阻箱、滑动变阻器、待测铅笔芯、电源E、开关S及导线等.操作步骤如下:调节滑动变阻器和电阻箱的阻值达到最大;闭合开关,适当调节滑动变阻器和电阻箱的阻值:记录两个电流表、的示数分别为、,
请回答以下问题:
(1)若电流的内阻可忽略.则电流表示数______时,电阻箱的阻值等于待测笔芯的电阻值.
(2)用螺旋测微器测量该笔芯的直径,螺旋测微器的示数如图所示,该笔芯的直径为______mm.
(3)已测得该笔芯的长度,电阻箱的读数为,根据上面测量的数据可计算出笔芯的电阻率______.(结果保留3位有效数字)
(4)若电流表的内阻不能忽略,仍利用(l)中方法,则笔芯电阻的测量值______真实值(填“大于”“小于”或“等于”).
如图甲所示,用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码,探究在弹性限度内弹簧弹力与形变量的关系的实验。
(1)实验中还需要的测量工具有______。
(2)如图乙所示,根据实验数据绘图,纵轴是钩码质量m,横轴是弹簧的形变量x。由图像可知:弹簧的劲度系数k=______N/m(g取10m/s2)。
(3)如图丙所示,实验中用两根不同的弹簧a和b,画出弹簧弹力F与弹簧长度L关系的F-L图像。下列说法正确的是______。
A.a的原长比b的长
B.a的劲度系数比b的大
C.a的劲度系数比b的小
D.弹力与弹簧长度成正比