如图所示,两竖直线AB、CD间距为d,内有竖直方向的匀强电场,CD的右侧有一个与CD相切于M点的圆形区域,圆心为O1,整个圆形区域内存在垂直于纸面的匀强磁场。一带电粒子质量为m,带电量为q,重力不计,自O点以水平初速度v0正对P点进入该电场,粒子从M点飞离CD边界时速度为2v0,再经磁场偏转后又从N点垂直于CD边界回到电场区域,并恰能返回O点。求:
(1)P、M两点间的距离;
(2)圆形区域磁感应强度B的大小及区域半径r;
(3)粒子从O点出发到再次返回到O点的时间。
如图所示,一足够长的木板,上表面与木块之间的动摩擦因数为,重力加速度为g,木板与水平面成θ角,让小木块从木板的底端以大小恒定的初速率v0沿木板向上运动。随着θ的改变,小木块沿木板向上滑行的距离x将发生变化,当θ角为何值时,小木块沿木板向上滑行的距离最小,并求出此最小值。
如图所示,一可以看作质点的质量m=2kg的小球以初速度v0沿光滑的水平桌面飞出后,恰好从A点沿切线方向进入圆弧轨道,其中B为轨道的最低点,C为最高点且与水平桌面等高,圆弧AB对应的圆心角θ=53°,轨道半径R=0.5m。已知sin53°=0.8,cos53°=0.6,不计空气阻力,取g=10m/s2,求:
(1)小球的初速度v0的大小;
(2)若小球恰好能通过最高点C,求在圆弧轨道上摩擦力对小球做的功。
实验室备有小车、一端附有滑轮的木板、打点计时器、纸带、细线、钩码等器材,组装成如图所示的装置可以做力学中的许多实验。
(1)以下说法正确的是 。
A.用此装置“研究匀变速直线运动”时,必须调整滑轮高度使连接小车的细线与木板平行
B.用此装置“探究加速度a与力M的关系”时,每次改变小车的质量之后,都需要重新平衡摩擦力
C.用此装置“探究加速度a与力F的关系”时,应使钩码的质量远小于小车的质量
D.以小车和钩码整体为研究对象,平衡摩擦力后,可以用此装置验证机械能守恒定律
(2)在利用此装置“探究加速度a与力F的关系”时,实验中按规范操作打出的一条纸带如下图所示。已知交流电源的频率为50Hz,则打下A点时小车的瞬间速度为 m/s。(结果保留3位有效数字)
(3)在利用此装置“探究加速度a与质量M的关系”时,以小车的加速度的倒数为纵轴,小车和车上砝码的总质量M为横轴,描绘出—M图象,下图中正确的是 。
实验室有一未知电阻Rx,粗测其阻值约为8Ω,可清晰看到其上标注的额定功率为2.0W。为准确测量其阻值,现有下列器材:
A.电流表A1(量程0.6A,内阻约为2Ω)
B.电流表A2(量程3A,内阻约为0.2Ω)
C.电压表V1(量程15 V,内阻约为5000Ω)
D.滑动变阻器R1(最大阻值10Ω)
E.滑动变阻器R2(最大阻值1000Ω)
F.定值电阻R0=16Ω
G.电源E(电动势12V,内阻约为1.5Ω)
H.开关一个,导线若干
为了使电阻的测量结果更加精确,本实验要求多次测量,并保证每次测量中电表的示数均超过量程的。
(1)根据实验需要,电流表应选 ,滑动变阻器应选 ;(本题两空只填写序号)
(2)在虚线框内画出电路原理图。
如图所示,以O为圆心、MN为直径的圆的左半部分内有垂直纸面向里的匀强磁场,三个不计重力、质量相同、带电量相同的粒子,其中a、b带正电,c带负电,均以相同的速率分别沿aO、bO和cO方向垂直于磁场射入磁场区域,已知bO垂直于MN,aO、cO和bO的夹角都为30°,a、b、c三个粒子从射入磁场到射出磁场所用时间分别为ta、tb、tc,则下列给出的时间关系可能正确的是
A.ta=tb=tc B.ta<tb<tc C.ta=tc<tb D.ta>tc>tb