飞行器常用的动力系统.某种推进器设计的简化原理如图1,截面半径为R的圆柱腔分别为两个工作区,I为电离区,将氙气电离获得1价正离子;Ⅱ为加速区,长度为L,两端加有电压,形成轴向的匀强电场.I区产生的正离子以接近0的初速度进入Ⅱ区,被加速后以速度vM从右侧喷出.Ⅰ区内有轴向的匀强磁场,磁感应强度大小为B,在离轴线处的C点持续射出一定速度范围的电子.假设射出的电子仅在垂直于轴线的截面上运动,截面如图2所示(从左向右看).电子的初速度方向与中心O点和C点的连线成α角(0<α<90◦).推进器工作时,向I区注入稀薄的氙气.电子使氙气电离的最小速度为v0,电子在I区内不与器壁相碰且能到达的区域越大,电离效果越好.已知离子质量为M;电子质量为m,电量为e.(电子碰到器壁即被吸收,不考虑电子间的碰撞).
(1)求II区的加速电压及离子的加速度大小;
(2)为取得好的电离效果,请判断I区中的磁场方向(按图2说明是“垂直纸面向里”或“垂直纸面向外”);
(3)ɑ为90◦时,要取得好的电离效果,求射出的电子速率v的范围;
(4)要取得好的电离效果,求射出的电子最大速率vM与α的关系.
某实验小组预测定一只小灯泡(其额定功率为0.75w,但额定电压已经模糊不清)的额定电压值,实验过程如下:
他们先用多用电表的欧姆档测出小灯泡的电阻约为2Ω,然后根据公式算出小灯泡的额定电压U=≈1.23V.但他们认为这样求得的额定电压值不准确,于是他们利用实验室中的器材设计了一个实验电路,进行进一步的测量.他们选择的实验器材有:
A.电压表V(量程3v,内阻约3kΩ)
B.电流表A1(量程150mA,内阻约2Ω)
C.电流表A2(量程500mA,内阻约0.6Ω)
D.滑动变阻器R1(0~20Ω)
E.滑动变阻器R2(0~50Ω)
F.电源E(电动势4.0v,内阻不计)
G.开关s和导线若干
(1)测量过程中他们发现,当电压达到1.23v时,灯泡亮度很弱,继续缓慢地增加电压,当达到2.70V时,发现灯泡已过亮,立即断开开关,所有测量数据见表:
请你根据表中数据,在给出的坐标纸上作出U﹣I图线,从中可得小灯泡的额定电压应为___v(结果保留两位有效数字).这一结果大于实验前的计算结果,原因是_______________.
(2)从表中的实验数据可以知道,他们在实验时所选择的电路应为___,电流表应选___(填“A1”或“A2”),滑动变阻器应选___(填“R1”或“R2”).
如图甲所示,两根间距L=0.4m的平行金属导轨水平放置,导轨的电阻忽略不计,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度B=T,导轨右端接有一理想变压器,变压器的原、副线圈匝数比为2:1,电表均为理想电表,一根导体棒ab置于导轨上,导体棒电阻不计且始终与导轨良好接触,若导体棒沿平行于导轨的方向在PQ和MN之间运动,其速度图象如图乙的正弦曲线所示,电阻R=10Ω,则下列判断正确的有
A. 导体棒产生的感应电动势最大值4V
B. 交流电压表读数为2V,交流电流表示数为0.2A
C. 电阻R在1分钟内产生的热量为96J
D. 增大导体棒运动的频率,其他条件不变,电压表示数将变大
如图所示,甲带正电,乙是不带电的绝缘物块,甲、乙叠放在一起,置于粗糙的固定斜面上,地面上方空间有垂直纸面向里的匀强磁场,现用平行于斜面的恒力F拉乙物块,在使甲、乙一起保持相对静止沿斜面向上加速运动的阶段中
A. 甲、乙两物块间的摩擦力不断增大
B. 甲、乙两物块间的摩擦力保持不变
C. 甲、乙两物块间的摩擦力不断减小
D. 乙物块与斜面之间的摩擦力不断减小
一辆电动观光车蓄电池的电动势为E,内阻不计,当空载的电动观光车以大小为v的速度匀速行驶时,流过电动机的电流为I,电动车的质量为m,电动车受到的阻力是车重的k倍,忽略电动观光车内部的摩擦,则
A. 电动机的内阻为
B. 电动机的内阻为
C. 电动车的工作效率
D. 电动机的发热效率
小灯泡通电后,其电流I随所加电压U变化的图线如图所示,P为图线上一点,PN为P点的切线,PQ为U轴的垂线,PM为I轴的垂线,则下列说法不正确的是
A. 随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大
B. 对应P点,小灯泡的电阻为R=
C. 对应P点,小灯泡的电阻为R=
D. 对应P点,小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积