如图所示,在x轴上方,宽度均为d的区域Ⅰ和区域Ⅱ内,存在着方向相反、垂直纸面的两匀强磁场,磁感应强度的大小均为B.坐标原点处有一正离子源,在xOy平面单位时间内发射n0个速率均为v的离子,进入区域Ⅰ的离子按角度均匀分布在y轴两侧各为θ的范围内。现测得y轴右侧θ=30°的粒子经过区域Ⅰ垂直进入区域Ⅱ。若整个装置处于真空中,不计离子重力及离子间的相互作用。(已知:sinθ=a则θ=arcsina;cosθ=a则θ=arccosa)
(1)求离子的比荷;
(2)从区域Ⅱ的上边界与y轴交点处探测到从区域Ⅱ内射出的离子,求该离子进入区域Ⅰ时的角度θ(可以用反三角函数表示);
(3)若离子两侧的分布角可以在0到范围内自由调整,求区域Ⅱ的上边界单位时间内射出的离子数n与分布角之间的关系(不计离子在磁场中运动的时间)。
如图所示,金属杆ab与电源、轨道构成一个闭合回路。金属棒的质量为m,长为L,电阻为R,电源电动势为E,内阻为r,整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与导轨平面夹角为θ斜向上,结果ab静止于水平导轨上。求:
(1)电路中的电流I;
(2)金属杆ab受到的摩擦力f;
(3)金属杆对导轨的压力FN。
如图所示,现有一个检验某种防护罩承受冲击力的装置,M是半径为R=0.9m的固定于竖直平面内的光滑圆弧轨道,轨道上端切线水平。M的下端相切处放置竖直向上的弹簧枪,可发射速度不同的质量m=0.01kg的小钢珠,假设某次发射的钢珠沿轨道恰好能经过M的上端点,水平飞出后落到曲面N的某一点上,N为待检验的固定曲面,该曲面在竖直面内的截面为半径的圆弧,圆弧下端切线水平且圆心恰好位于M轨道的上端点。求:
(1)钢珠刚进入轨道时的动能;
(2)钢珠脱离轨道最高点到落到圆弧N所用时间;
(3)改变弹簧的压缩量,在确保能经过M的情况下,能否找到垂直打到曲面N的钢珠,并简要说出你的理由。
一质量为20g的弹性小球,从高2m处以某一速度竖直向下抛出,落到地面时速度为12m/s,与地面的接触时间为0.1s,最终反弹到5.5m处。设空气阻力恒为重力的0.1倍,求:
(1)小球抛出时的速度v0;
(2)与地面碰撞时损失的机械能∆E;
(3)地面对小球的平均作用力F。
在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,现有一个标有“2.5V,0.5A”的小灯泡、导 线和开关,还有以下实验仪器供选择:
A.干电池两节(电动势约为 3 V)
B.直流电流表(量程 0〜0.6A,内阻约为 5Ω)
C.直流电压表(量程 0〜3V,内阻约为 10 kΩ)
D.滑动变阻器(最大阻值 10Ω,允许通过的最大电流为 2A)
E.滑动变阻器(最大阻值 1kΩ,允许通过的最大电流为 0. 5 A)
实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据。
(1)滑动变阻器应选用___________。(填字母)
(2)请按要求将图中所示的器材连成实验电路___________。若直接将剩余导线正确连接,实物图中还有两处错误可能导致实验不安全,请指出:___________,___________。
(3)某次实验测得电压表与电流表读数分别如图所示,其中电压表的读数为___________V, 此时灯泡的实际功率为______________W。(保留两位有效数字)
如图所示装置,采用重物自由下落的方法做“验证机械能守恒定律”的实验。
(1)图中采用计时器的工作电压是________
A.交流电4~6V B.直流电4~6V C.交流电220V D.直流电220V
(2)已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,当地的重力加速度g=9.80m/s2,所用重物的质量为200g。实验中选取一条符合实验要求的纸带如图所示,O为纸带下落的起始点,A、B、C为纸带上选取的三个连续点。计算B点瞬时速度时,甲同学用,乙同学用,其中所选方法正确的是_________(选填“甲”或“乙”)同学;根据以上数据,可知重物由O运动到B点时动能的增加量等于_________J,重力势能减少量等于_________J(计算结果均保留3位有效数字):
(3)实验中,发现重锤减少的势能总是大于重锤增加的动能,造成这种现象的主要原因是_________。