(18分)如图所示,在坐标系的第一、四象限存在一宽度为a、垂直纸面向外的有界匀强磁场,磁感应强度的大小为B;在第三象限存在与y轴正方向成θ=60°角的匀强电场。一个粒子源能释放质量为m、电荷量为+q的粒子,粒子的初速度可以忽略。粒子源在点P(,)时发出的粒子恰好垂直磁场边界EF射出;将粒子源沿直线PO移动到Q点时,所发出的粒子恰好不能从EF射出。不计粒子的重力及粒子间相互作用力。求:
(1)匀强电场的电场强度;,
(2)PQ的长度;
(3)若仅将电场方向顺时针转动60°,粒子源仍在PQ间移动并释放粒子,试判断这些粒子第一次从哪个边界射出磁场并确定射出点的纵坐标范围。
(14分)如图所示,半径R=0.8m的光滑圆弧MN竖直放置,M为圆弧最高点,N为圆弧最低点且与水平粗糙地面平滑连接。现有一物块A从M点由静止释放,最后在水平上面滑行了4m停止。物块A可视为质点,取g= 10m/s2,则:
(1)物块A刚滑到N点的加速度与刚滑过N点的加速度大小之比。
(2)若物块A以一定的初动能从M点下滑,一段时间后另一光滑的物块B(视为质点)从M处静止释放,当B滑到N处时,A恰好在B前方x=7m处,且速度大小为10m/s,则B再经过多少时间可追上A?
(9分)在测定某新型电池的电动势和内阻的实验中,所提供的器材有:
待测电池(电动势约6V)
电流表G(量程6.0mA,内阻r1=100Ω)
电流表A(量程0.6A,内阻r2=5.0Ω)
定值电阻R1=100Ω,定值电阻R2=900Ω
滑动变阻器R/(0~50Ω),开关、导线若干
(1)为了精确测出该电池的电动势和内阻,采用图甲所示实验电路图,其中定值电阻应选用_______(选填R1或R2)。
(2)某同学在实验中测出电流表A和电流表G的示数I和Ig,根据记录数据作出Ig — I图象如图乙所示,根据图象可求得,被测电池电动势E = _____________V;内阻r =_________Ω。
(6分)(1)(2分)某同学用一把游标卡尺上有50个小等分刻度的游标卡尺测量摆球直径,由于被遮住,只能看见游标的后半部分,如图所示,该摆球直径为___mm。
(2)(4分)在“验证机械能守恒定律”的实验中,打点计时器接在电压为U,频率为f的交流电源上,从实验中打出的几条纸带中选出一条理想纸带,如下图所示,选取纸带上打出的连续5个点A、B、C、D、E,测出A点距起始点的距离为S0,点AC间的距离为S1,点CE间的距离为S2,已知重锤的质量为m,当地的重力加速度为g,则:起始点O到打下C点的过程中,重锤重力势能的减少量为△EP=______ ,重锤动能的增加量为△EK= _______。
如图所示,有一矩形线圈,面积为S,匝数为N,整个线圈的电阻为r,在磁感应强度为B的磁场中,线圈绕OO'轴以角速度ω匀速转动,外电阻为R,当线圈由图示位置转过90°的过程中,下列说法中正确的是()
A.磁通量的变化量为ΔΦ=NBS
B.平均感应电动势为
C.电阻R所产生的焦耳热为
D.通过电阻R的电量为q=
如图所示,甲为一台小型发电机构造示意图,线圈逆时针转动,产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示。发电机线圈内阻为1 Ω,外接灯泡的电阻为9 Ω,则
A.电压表的示数为6V
B.发电机的输出功率为4W
C.在l.0×10 2s时刻,穿过线圈的磁通量最大
D.在0.5×10 2s时刻,穿过线圈的磁通量变化率最大