在如图所示的坐标系中,x轴水平,y轴垂直,x轴上方空间只存在重力场,第Ⅲ象限存在沿y轴正方向的匀强电场和垂直xy平面向里的匀强磁场,在第Ⅳ象限由沿x轴负方向的匀强电场,场强大小与第Ⅲ象限存在的电场的场强大小相等.一质量为m,带电荷量大小为q的质点a,从y轴上y=h处的P1点以一定的水平速度沿x轴负方向抛出,它经过x=﹣2h处的P2点进入第Ⅲ象限,恰好做匀速圆周运动,又经过y轴上的y=﹣2h的P3点进入第Ⅳ象限,试求:
(1)质点a到达P2点时速度的大小和方向;
(2)第Ⅲ象限中匀强电场的电场强度和匀强磁场的磁感应强度的大小;
(3)说明质点a从P3进入第Ⅳ象限后的运动情况(不需要说明理由)
如图所示,大量质量为m、电荷量为+q的粒子,从静止开始经极板A、B间加速后,沿中心线方向陆续进入平行极板C、D间的偏转电场,飞出偏转电场后进入右侧的有界匀强磁场,最后从磁场左边界飞出。已知A、B间电压为U0;极板C、D长为L,间距为d;磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里,磁场的左边界与C、D右端相距L,且与中心线垂直。假设所有粒子都能飞出偏转电场,并进入右侧匀强磁场,不计粒子的重力及相互间的作用,则:
(1)求粒子在偏转电场中运动的时间t;
(2)求能使所有粒子均能进入匀强磁场区域的偏转电压的最大值U;
(3)接第(2)问,当偏转电压为U/2时,求粒子进出磁场位置之间的距离。
如图甲所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,且R1=100Ω,R2阻值未知,R3为一滑动变阻器。当其滑片P从左端滑至右端时,测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示,其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的。求:
(1)电源的电动势和内阻;
(2)定值电阻R2的阻值;
(3)滑动变阻器的最大阻值。
如图所示,在水平方向的匀强电场中,用长为L不可伸长的绝缘细线拴住一质量为m,带电荷量为q的小球1,线的上端固定于O点,若在B点同一水平线上的左方距离为r处固定另一带电小球2,小球1恰好处于静止状态,当拿走小球2后,小球1由静止开始向上摆动,当细线转过120°角到达A点时的速度恰好为零,此时OA恰好处于水平状态,设整个过程中细线始终处于拉直状态,静电力常量为k,求:
(1)BA两点间的电势差U;
(2)匀强电场的场强E的大小;
(3)小球2的带电量Q。
使用如图1所示的器材测定小灯泡在不同电压下的电功率,已知小灯泡标有“2.5V,3W”的字样,电源电压为6V,电流表有0.6A(内阻约10Ω)、3A(内阻约0.1Ω)两个量程;电压表有3V(内阻6000Ω)、15V(内阻10000Ω) 两个量程,滑动变阻器有两个规格,R1标有“5Ω,2A”,R2标有“100Ω,20mA”。各电表的量程如图中所示,测量时要求小灯泡两端的电压从零开始,并能测量多组数据。
(1)电压表应选用____量程,电流表应选用____量程,滑动变阻器应选用____;
(2)将实验电路图画在图2方框中;
(3)把图1中实物连成完整的实验电路;
(4)开始时,滑动变阻器的滑动触头应该移到最____端(左或右);
(5)在图3中作出小灯泡的电功率P与它两端的电压平方(U2)的关系曲线。(在坐标系P-U2中定性作出实验的大致图象)
在做“用电流表和电压表测电池的电动势E(约3V)和内电阻r”的实验时,部分器材参数如下:电压表(量程3V),电流表(量程0.6A),定值电阻R0(阻值为3Ω),滑动变阻器R(阻值约30Ω)。
(1)小红按如图甲所示的电路图连接实物电路,在电路连接正确的情况下,当她闭合开关时发现电压表有示数,电流表没有示数,反复检查后发现电路连接完好,估计是某一元件断路,因此她拿来多用电表检查故障。她的操作如下:
a.断开电源开关S;
b.将多用表选择开关置于×1Ω挡,调零后,红黑表笔分别接R两端,读数为30Ω
c.将多用表选择开关置于×100Ω挡,调零后,将红黑表笔分别接电压表两端,发现指针读数如图乙所示,则所测阻值为____Ω,然后又将两表笔接电流表两端,发现指针位置几乎不变。由以上操作可判断发生断路故障的元件是____(填元件名称)。
(2)她设计的实验电路中定值电阻R0的作用是(说出一条理由即可)___。
(3)请根据电路图把实物图丙没完成的连线连接好_____。
(4)在更换规格相同的元件后,她改变滑动变阻器的阻值,测出了6组对应的数据并在图象上描点如图丁所示,请在图丁中继续完成图象;并根据图象可得该电池的电动势E=____V,电池内阻r=____Ω(小数点后保留两位数字)。