如图所示,“<”型光滑长轨道固定在水平面内,电阻不计。轨道中间存在垂直水平面向下的匀强磁场,磁感应强度B。一根质量m、单位长度电阻为的金属杆,与轨道成位置放置在轨道上,从静止起在水平拉力作用下从轨道的左端O点出发,向右做加速度大小为a的匀加速直线运动,经过位移L,求:
(1)金属杆前进L过程中流过金属杆的电量;
(2)已知金属杆前进L过程中水平拉力做功W,若改变水平拉力的大小,以2a大小的加速度重复上述前进L的过程,水平拉力做功多少?
(3)若改用水平恒力F由静止起从轨道的左端O点拉动金属杆,到金属杆速度达到最大值时产生热量。(F与已知量)
如图甲所示,倾角的粗糙斜面固定在水平面上,斜面足够长。一根轻弹簧一端固定在斜面的底端,另一端与质量的小滑块(可视为质点)接触,滑块与弹簧不相连,弹簧处于压缩状态。当时释放滑块。在时间内,滑块的加速度a随时间t变化的关系如图乙所示。已知弹簧的劲度系数,当时,滑块的速度,,,。求:
(1)滑块和斜面间动摩擦因数的大小;
(2)时滑块与出发点间的距离d;
(3)在时间内,摩擦力做的功W。
某同学为了准确的测量一节干电池的电动势E和内电阻r,进行了如下探究:
Ⅰ、误差分析:课本上设计电路图如下图所示,事实上电表为非理想表,上述的 测量值存在着一定误差,此误差属于 (填“系统误差”或“偶然误差”)
Ⅱ、该同学分析上述误差是电压表有分流作用引起,且无法通过更换电表来消除这种误差。该同学通过实验原理的改进,设计如上图所示实验电路图,步骤如下:
(1)闭合开关S,通过调节滑动变阻器、,可以使电流表G的示数为0,则此时电流表、的示数分别为、,电压表、的示数分别为、,则流过电源的电流为 ,电源的路端电压为 。
(2)再次调节、,使电流表G的示数为0,电流表、的示数分别为、,电压表、的示数分别为、,流过电源的电流为,电源的路端电压为。
(3)由上述测量的物理量,可以得出电动势 内阻 ;(用、、、表示)由于本实验不必考虑电表带来的误差,测量值与真实值是相等的。
(1)为探究弹簧的弹力与形变量的关系(形变在弹性限度之内),甲同学设计了如下实验,装置图如下:
第一步,调节弹簧与力传感器和滑块连接点位置,使弹簧与气垫导轨平行。
第二步,调节气垫导轨处于水平。调节气垫导轨的螺钉,若 ,则表示气垫导轨已经调整水平。并记录此时滑块的位置。
第三步,把沙桶和滑块通过快过定滑轮的细线链接起来,调节滑轮高低使得细线与导轨平行。
第四步,往沙桶里加入适量的细沙,记录滑块静止时的位置及力传感器的示数。
第五步,重复第四步实验多次,依次记录滑块的位置、……及相应的力传感器的示数、……。
第六步,在坐标纸上作出F与图像,如上图,则可得结论: 。
图像不过原点的可能原因是: ;若纵截距值很小可忽略,则有图像知滑块从位置运动到位置过程中滑块对弹簧做的功: (用、、表示)。
(2)在上述基础之上,乙同学也想用上述装置研究弹簧、滑块、沙桶和沙组成的系统机械能是否守恒,他进行了如下操作。在沙桶中加入适量的沙子,使系统处于静止状态,然后用手托住沙桶沿竖直方向运动,使滑块恰好回到(已知)位置,放手后,沙桶下落。该同学为了完成本实验,下列必需的操作是:
A.测量滑块的质量M |
B.测量沙和沙桶的总质量m |
C.记录系统静止时滑块的位置 |
D.记录滑块向右运动的最大位置记为 |
如图所示,一个边长为L的正方向abcd,它是磁感应强度为B的匀强磁场横截面的边界线。一带电粒子从ad边的中点O垂直于磁场方向射入其速度方向与ad边成角,如图,已知该带电粒子所带电荷量为质量为m,重力不计,则( )
A、粒子恰好不从cd边射出,轨道半径最大值为
B、粒子从ab边射出区域的最大长度为
C、粒子恰好没有从ab边射出,该带电粒子在磁场中飞行的时间为
D、带电粒子从ad边射出,粒子入射时的最大速度为
如图所示,B为半径为R的竖直光滑圆轨道的左端点,它和圆心O的连线与竖直方向的夹角为。一个质量为m的小球在圆轨道左侧的A点以水平速度被抛出,恰好沿B点的切线方向进入圆轨道,已知重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A、小球从A运动到B的时间
B、A、B之间的距离
C、小球运动到B点时,重力的瞬时功率
D、小球运动到竖直圆轨道的最低点时,圆轨道对它的支持力