在直角坐标系xoy中,x轴上方空间分布着竖直向上的匀强电场,场强大小为。在第一象限(包括x和y轴的正方向)存在垂直坐标平面的周期性变化的磁场,磁感应强度的大小,变化规律如图所示,规定垂直坐标平面向外为磁场正方向。一带量为+q、质量为m的小球P被锁定在坐标原点,带电小球可视为质点。t=0时刻解除对P球的锁定,1s末带电小球P运动到y轴上的A点。此后匀强电场方向不变,大小变为原来的一半。已知重力加速度为10m/s2,求:
(1)小球P运动到A点时的速度大小和位移大小;
(2)定性画出小球P运动的轨迹(至少在磁场中两个周期)并求出小球进入磁场后的运动周期;
(3)若周期性变化的磁场仅存在于某矩形区域内,区域左边界与y轴重合,下边界与过A点平行于x轴的直线重合。为保证带电小球离开磁场时的速度方向沿y轴正方向,则矩形磁场区域的水平及竖直边长应同时满足什么条件?
如图所示,某小型滑雪场的雪道倾角为,已知AB=BC=L,其中BC部分粗糙,其余部分光滑。现把滑雪车P和Q固定在雪道上,两车质量均为m且可看作质点,滑雪车P恰在A点。滑雪车P上固定一长为L的轻杆,轻杆与雪道平行,左端与滑雪车Q接触但不粘连。现同时由静止释放两滑雪车,已知滑雪车与BC段的动摩擦因数为,重力加速度为g。求:
(1)滑雪车P刚进入BC段时,轻杆所受的压力多大?
(2)滑雪车Q刚离开BC段时,滑雪车P和Q之间的距离为多少?
某实验小组欲测量一电压表V的内阻(约为30kΩ),已知电压表量程约25V~35V,表盘共有30个均匀小格。
(1)首先该小组用电阻刻度中间值为30的多用表粗测该表的内阻。
①请你用实线连接两表笔和电压表接线柱________;
②在实验过程中,欧姆档的选择开关拨至倍率______选填:(×1档、×10档、×100档或×1K档)
(2)若在实验过程中测得该电压表内阻为RV=30kΩ,为了精确校对电压表的量程,要求测量多组数据,现有下列器材
可供选用:标准电压表V1(量程3V,内阻RV1=3kΩ);电流表A(量程0~3A,内阻未知);稳压电源E(30V,内阻不能忽略);电键、导线若干。
①已给出部分实验电路,请你用实线替代导线完成实验电路:_____________
②实验电路连接正确,请用各测量值和已知量表示电压表的量程的表达式U=___;式中各测量值的含义是:__________________________________。
某同学利用如图所示实验装置探究橡皮筋做功与速度变化的关系。他进行了如下操作:将长木板放在水平桌面上,调节一端高度,平衡小车及纸带的摩擦力并固定长木板;把橡皮筋一端固定在墙上,另一端系在小车上,将橡皮筋拉长d。由静纸带打点计时小车橡皮筋止释放小车,带动穿过打点计时器的纸带沿长木板运动,得到一条纸带。增加橡皮筋的条数,重复上述操作,长木板得到多条纸带。打点计时器电源的频率为50Hz。
(1)本实验中,该同学应怎样判断长木板及纸带的摩擦力已经被平衡:_______________________。
(2)实验时得到一条纸带,如图所示。此次操作中应选择的速度大小为___m/s;(结果保留三位有效数字)
(3)该同学由多次实验数据做出W—v2图象如图所示,则橡皮筋弹力做功与速度平方变化的关系为_____________________________________。
将两点电荷分别固定在x轴上的A、B两点,其坐标分别为(-4,0)和(2,0),B处点电荷带电量绝对值为Q,两点电荷连线上各点电势随x变化的关系如图所示,其中x=0处电势最高,x轴上M、N两点的坐标分别为(-1,0)和(1,0),静电力常量为k,则下列说法正确的是( )
A.两点电荷一定为异种电荷
B.M点的电场强度大于N点的电场强度
C.M点电场强度大小为
D.正的试探电荷由M点运动到N点的过程,电势能先增大后减小
两电阻不计的光滑金属导轨固定在竖直平面内,导轨足够长且间距为l。两质量均为m、电阻均为R的导体棒M、N位于边界水平的匀强磁场上方,距磁场的上边界有一定高度,磁场竖直方向宽度为导体距水平边界高度的3倍,磁场大小为B,方向垂直导轨所在平面,如图所示。先由静止释放导体棒M,M进入磁场恰好匀速运动,此时再由静止释放导体棒N,两导体棒始终水平且与导轨保持良好接触。重力加速度取g,则下列说法正确的是( )
A.释放前导体棒M、N距磁场上边界的高度为
B.导体棒M离开磁场时的速度
C.导体棒M、N均进入磁场后,两棒间距离减小
D.两导体棒各自离开磁场时导体棒N的速度较小