(19分)如图所示,s为一电子发射枪,可以连续发射电子束,发射出来的电子初速度可视为0,电子经过平行板A、B之间的加速电场加速后,从O点沿x轴正方向进入xoy平面内,在第一象限内沿x、y轴各放一块平面荧光屏,两屏的交点为O,已知在y>0、0<x<a的范围内有垂直纸面向外的匀强磁场,在y>0、x>a的区域有垂直纸面向里的匀强磁场,大小均为B。已知给平行板AB提供直流电压的电源E可以给平行板AB提供0~U之间的各类数值的电压,现调节电源E的输出电压,从0调到最大值的过程中发现当AB间的电压为时,x轴上开始出现荧光。(不计电子的重力)试求:
(1)当电源输出电压调至和U时,进入磁场的电子运动半径之比r1:r2
(2)两荧光屏上的发光亮线的范围。
(14分)一质量m=0.5kg的滑块以一定的初速度冲上一倾角为30º足够长的斜面,某同学利用DIS实验系统测出了滑块冲上斜面过程中多个时刻的瞬时速度,如图为通过计算机绘制出的滑块上滑过程中的v-t图。最大静摩擦力可视为等于滑动摩擦力,g取10m/s2,求:
(1)滑块冲上斜面过程中的加速度大小;
(2)滑块与斜面间的动摩擦因数;
(3)判断滑块最后能否返回斜面底端?若能返回,求出返回斜面底端时的动能;若不能返回,求出滑块停在什么位置。
(9分)在做测量电源电动势E和内阻r的实验时,提供的器材是:待测电源一个,内阻为RV的电压表一个(量程略大于电源的电动势),电阻箱一个,开关一个,导线若干。为了测量得更加准确,多次改变电阻箱的电阻R,读出电压表的相应示数U,以为纵坐标,R为横坐标,画出与R的关系图象,如图所示。由图象可得到直线在纵轴上的截距为m,直线的斜率为k,试根据以上信息
(1)在虚线框内画出实验电路图。
(2)写出E、r的表达式,E= ___________ ;r=_______________
(6分)某同学用图(a)所示的实验装置验证牛顿第二定律:
(1)通过实验得到如图(b)所示的a—F图象,造成这一结果的原因是:在平衡摩擦力时木板与水平桌面的倾角 (填“偏大”或“偏小”)。
(2)该同学在平衡摩擦力后进行实验,为了便于探究、减小误差,应使小车质量M与砝码和盘的总质量m满足____ 的条件
(3)该同学得到如图(c)所示的纸带。已知打点计时器电源频率为50Hz. A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个计数点,两计数点之间还有四个点未画出。由此可算出小车的加速度a = m/s2(保留两位有效数字)。
如图所示,一个电荷量为-Q的点电荷甲,固定在粗糙绝缘水平面上O点的另一个电荷量为+q、质量为m的点电荷乙,从A点以初速度v0沿它们的连线向甲运动,到B点时速度减小到最小值v,已知点电荷乙与水平面的动摩擦因数为μ,A、B间距离为L0,静电力常量为k,则下列说法中正确的是( )
A.OB间的距离为
B.在点电荷甲产生的电场中,B点的场强大小为
C.点电荷乙在A点的电势能小于在B点的电势能
D.在点电荷甲产生的电场中,A、B间的电势差UAB=
水平固定放置的足够长的U形金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中,在导轨上放着金属棒ab,开始时ab棒以水平初速度v0向右运动,最后静止在导轨上,就导轨光滑和粗糙两种情况比较,这个过程 ( )
A.安培力对ab棒所做的功不相等 B.电流所做的功相等
C.产生的总内能相等 D.通过ab棒的电量相等