在空间建立直角坐标系xoy,以坐标原点O为圆心作两个半径分别为r和R的同心圆,小圆与两坐标轴分别交于M、P、两点,Q也是小圆上的一点;两圆将空间分隔成三个区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。在区域Ⅰ内存在垂直于坐标平面向里的匀强磁场,区域Ⅱ内也存在垂直于坐标平面的匀强磁场,区域Ⅲ内没有磁场。一个不计重力、带电量为+q、质量为m的粒子从M点沿-y方向进入磁场,从P点进入区域Ⅱ,又从Q点再次回到区域Ⅰ。已知∠POQ=60°,求:
(1)求区域Ⅰ和区域Ⅱ内磁场的磁感应强度;
(2)若要使粒子约束在磁场内,求大圆半径R的最小值;
(3)粒子在磁场中运动的周期。
如图所示,两光滑金属导轨,间距d=2m,在桌面上的部分是水平的,处在磁感应强度B=1T、方向竖直向下的有界磁场中.电阻R=3Ω。桌面高H=0.8m,金属杆ab质量m=0.2kg,电阻r=1Ω,在导轨上距桌面h=0.2m的高处由静止释放,落地点距桌面左边缘的水平距离s=0.4m,g=10m/s2。求:
(1)金属杆刚进入磁场时,R上的电流大小;
(2)整个过程中安培力所做的功;
(3)磁场区域的宽度。
如图所示,长为l的绝缘轻杆两端连接A、B两小球,其质量分别为m1、m2,带电量分别为-q、+q。将小球B置于水平光滑绝缘轨道内并固定,整个个装置处于水平向右的匀强电场中,轻杆从图中竖直位置由静止释放,可绕小球B无摩擦转动,顺时针转过的最大角度为127°(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)求匀强电场的场强大小E;
(2)当轻杆转过90°时,求杆对A球的作用力的大小(不计A、B球间的库仑力);
(3)若解除固定,小球B在轨道内可自由移动,轻杆仍从图中竖直位置由静止释放,当轻杆转过90°时,求小球A的速度大小(水平轨道对轻杆和小球A的运动无影响)。
一端封闭、粗细均匀的薄壁玻璃管开口向下,竖直地浮在深水银槽中。管中封闭着两部分理想气体,气体1长为2d,气体2长为d,水银柱3的长度为d。玻璃管静止时,管的上端露出水银面的长度为d。现晃动玻璃管,管内气体无溢出,使管内水银柱与槽中水银结合后,玻璃管再次处于静止状态。已知玻璃管的横截面积为S,水银密度为p,大气压强为P0,重力加速度为g,求:
①玻璃管的质量m;
②玻璃管再次静止时,管内气柱的长度l。
在测量一节干电池的电动势E和内阻r的实验中,小明设计了如图甲所示的实验电路.
(1)根据图甲实验电路,请在图乙中用笔画线代替导线,完成实物电路的连接____.
(2)实验开始前,应先将滑动变阻器的滑片P移至______(选填“a”或“b”)端.
(3)合上开关S1,S2接图甲中的1位置,改变滑动变阻器的阻值,记录下几组电压表示数和对应的电流表示数;S2改接图甲中的2位置,改变滑动变阻器的阻值,再记录下几组电压表示数和对应的电流表示数.在同一坐标系内分别描点作出电压表示数U和对应的电流表示数I的图象,如图丙所示,两直线与纵轴的截距分别为UA、UB,与横轴的截距分别为IA、IB.
①S2接1位置时,作出的U-I图线是图丙中的________(选填“A”或“B”)线;
②S2接1位置时,测出的电池电动势E和内阻r存在系统误差,原因是________表(选填“电压”或“电流”)的示数比干路电流________(选填“大”或“小”).
电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量。某同学在实验室测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率。
(1)用螺旋测微器测量其横截面直径如图甲所示,由图可知其直径为______mm,如图乙所示,用游标卡尺测其长度为_____cm,如图丙所示,用多用电表×1Ω挡粗测其电阻为_____Ω。
(2)为了减小实验误差,需进一步测量圆柱体的电阻,除待测圆柱体R外,实验室还备有的。实验器材如下,要求待测电阻两端的电压调节范围尽量大,则电压表应选______,电流表应选_________,滑动变阻器应选_________。(均填器材前的字母代号)
A.电压表V1(量程3V,内阻约为15kΩ);
B.电压表V2(量程15V,内阻约为75kΩ);
C.电流表A1(量程0.6A,内阻约为1Ω);
D.电流表A2(量程3A,内阻约为0.2Ω);
E.滑动变阻器R1(阻值范围0~5Ω,1.0A);
F.滑动变阻器R2(阻值范围0~2000Ω,0.1A);
G.直流电源E(电动势为3V,内阻不计)
H.开关S,导线若干。