如图所示,直角坐标系xOy位于竖直平面内,在-m ≤ x ≤ 0的区域内有磁感应强度大小B=4.0×10-4 T、方向垂直于纸面向里的条形匀强磁场,其左边界与x轴交于P点;在x>0的区域内有电场强度大小E=4 N/C、方向沿y轴正方向的条形匀强电场,其宽度d=2 m.一质量m=6.4×10-27 kg、电荷量q=-3.2×10-19 C的带电粒子从P点以速度v=4×104 m/s,沿与x轴正方向成α=60°角射入磁场,经磁场、电场偏转后,最终通过x轴上的Q点(图中未标出),不计粒子重力.求:
(1)带电粒子在磁场中运动的轨道半径;
(2)带电粒子在磁场中的运动时间;
(3)当电场左边界与y轴重合时Q点的横坐标;
(4)若只改变上述电场强度的大小,要求带电粒子仍能通过Q点,讨论此电场左边界的横坐标x′与电场强度的大小E′的函数关系.
如图所示,电动机带动滚轮作逆时针匀速转动,在滚轮的摩擦力作用下,将一金属板从斜面底端A送往上部,已知斜面光滑且足够长,倾角θ=30°.滚轮与金属板的切点B到斜面底端A的距离为L=6.5m,当金属板的下端运动到切点B处时,立即提起滚轮使它与板脱离接触.已知板的质量为m=1×103kg,滚轮边缘线速度恒为v=4m/s,滚轮对板的正压力FN=2×104N,滚轮与板间的动摩擦因数μ=0.35,取重力加速度g=10m/s2.求:
(1)板加速上升时所受到的滑动摩擦力大小;
(2)板加速至与滚轮边缘线速度相同时前进的距离;
(3)板匀速上升的时间.
热敏电阻包括正温度系数电阻器(PTC)和负温度系数电阻器(NTC).正温度系数电阻器(PTC)在温度升高时电阻值增大,负温度系数电阻器(NTC)在温度升高时电阻值减小,热敏电阻的这种特性,常常应用在控制电路中.某实验小组选用下列器材探究通过热敏电阻Rx(常温下阻值约为10.0 Ω)的电流随其两端电压变化的特点.
A.电流表A(量程0.6 A,内阻约0.3 Ω)
B.电压表V(量程15.0 V,内阻约10 kΩ)
C.滑动变阻器R(最大阻值为10 Ω)
D.滑动变阻器R′(最大阻值为500 Ω)
E.电源E(电动势15 V,内阻忽略)
F.电键、导线若干
(1)实验中改变滑动变阻器滑片的位置,使加在热敏电阻两端的电压从零开始逐渐增大,应选择的滑动变阻器是 .(只需填写器材前面的字母即可)
(2)请在所提供的器材中选择必需的器材,在下面的虚线框内画出该小组设计的电路图.
(3)该小组测出热敏电阻R1的U-I图线如图甲中曲线Ⅰ所示,说明该热敏电阻是 热敏电阻.(填PTC或NTC)
(4)该小组又通过查阅资料得出了热敏电阻R2的U-I图线如图甲中曲线Ⅱ所示.然后又将热敏电阻R1、R2分别与某电池组连成如图乙所示电路.接通对应电路后,测得通过R1和R2的电流分别为0.30 A和0.60 A,则该电池组的电动势为 V,内阻为 Ω.(结果均保留三位有效数字)
如图甲所示为测量电动机转动角速度的实验装置,半径不大的圆形卡纸固定在电动机转轴上,在电动机的带动下匀速转动.在圆形卡纸的旁边垂直安装一个改装了的电火花计时器.(电火花计时器每隔相同的时间间隔打一个点)
(1)请将下列实验步骤按先后排序:_________.
①使电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触
②接通电火花计时器的电源,使它工作起来
③启动电动机,使圆形卡纸转动起来
④关闭电动机,拆除电火花计时器;研究卡纸上留下的一段点迹(如图乙所示),写出角速度ω的表达式,代入数据,得出ω的测量值.
(2)要得到角速度ω的测量值,还缺少一种必要的测量工具,它是_______
A.秒表 B.毫米刻度尺 C.圆规 D.量角器
(3)为了避免在卡纸连续转动的过程中出现打点重叠,在电火花计时器与盘面保持良好接触的同时,可以缓慢地将电火花计时器沿圆形卡纸半径方向向卡纸中心移动.则卡纸上打下的点的分布曲线不是一个圆,而是类似一种螺旋线,如图丙所示.这对测量结果_______(填“有”或“无”)影响.
人类向宇宙空间发展最具可能的是在太阳系内地球附近建立“太空城”.设想中的一个圆柱形太空城,其外壳为金属材料,长1600 m,直径200 m,内壁沿纵向分隔成6个部分,窗口和人造陆地交错分布,陆地上覆盖1.5 m厚的土壤,窗口外有巨大的铝制反射镜,可调节阳光的射入,城内部充满空气,太空城内的空气、水和土壤最初可从地球和月球运送,以后则在太空城内形成与地球相同的生态环境.为了使太空城内的居民能如地球上一样具有“重力”,以适应人类在地球上的行为习惯,太空城将在电力的驱动下,绕自己的中心轴以一定的角速度转动.如图为太空城垂直中心轴的截面,以下说法正确的有
A.太空城内物体所受的“重力”一定通过垂直中心轴截面的圆心
B.人随太空城自转所需的向心力由人造陆地对人的支持力提供
C.太空城内的居民不能运用天平准确测出质量
D.太空城绕自己的中心轴转动的角速度越大,太空城的居民受到的“重力”越大
如图所示为利用电磁作用输送非导电液体装置的示意图.一边长为L、截面为正方形的塑料管道水平放置,其右端面上有一截面积为A的小喷口,喷口离地的高度为h.管道中有一绝缘活塞.在活塞的中部和上部分别嵌有两根金属棒a、b,长度均为L,其中棒b的两端与一理想电压表相连,整个装置放在竖直向上的匀强磁场中.当棒a中通有垂直纸面向里的恒定电流I时,活塞向右匀速推动液体从喷口水平射出,液体落地点离喷口的水平距离为s.若液体的密度为ρ,重力加速度为g,不计所有阻力.则
A.活塞移动的速度为
B.该装置的功率为
C.磁感强度B的大小为
D.电压表的读数为