如图甲所示,光滑水平面上一正方形金属框,边长为L,质量为m,总电阻为R匀强磁场方向垂直于水平面向里,磁场宽度为3L,金属框在拉力作用下向右以速度v0匀速进入磁场,并保持v0匀速直线到达磁场右边界,速度方向始终与磁场边界垂直。当金属框cd边到达磁场左边界时,匀强磁场磁感应强度大小按如图乙所示的规律变化。
(1)金属框从进入磁场到cd边到达磁场右边界的过程中,求通过回路的焦耳热Q及拉力对金属框做功W;
(2)金属框cd选到达磁场右边界后,若无拉力作用且金属框能穿出磁场,求金属框离开磁场右边界过程中通过回路的电荷量q及穿出后的速度v1。
下图为研究电磁感应现象的实验装置,部分导线已连接.
(1)用笔画线代替导线将图中未完成的电路连接好_______.
(2)在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上电键后可能出现的情况有:将原线圈迅速插入副线圈时,灵敏电流计指针将____(选填“向右偏”、“向左偏”或“不偏转”) 。原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器触头迅速向右拉时,灵敏电流计指针将____(选填“向右偏”、“向左偏”或“不偏转”) ;断开电键时,灵敏电流计指针将____(选填“向右偏”、“向左偏”或“不偏转”)。
小明同学在上海迪士尼乐园体验了超刺激的游戏项目“创极速光轮”后,对“过山车”类型的轨道运动充满了兴趣。为此他自己利用器材设计拼接了一条轨道,如图所示,ABC为一条水平轨道,BC段长度为20cm,斜直轨道CD段长度15cm,与水平面夹角θ=370,BC段与CD段在C点平滑连接,竖直圆弧轨道DEF的圆心为O1,半径R1=10cm,圆轨道与CD相切于D点,E为圆弧轨道的最高点,半径O1F水平,FG段为竖直轨道,与1/4圆轨道GH相切于G点,圆形轨道GH圆心为O2,半径R2=4cm,G、O2、D在同一水平线上,水平轨道HK长度为40cm,HK与CD轨道错开。在AB段的A端固定一轻质弹簧,弹簧自然伸长时刚好位于B端,现在B端放置一个小环(可视为质点)但不栓接,小环的质量为m=0.01kg,现推动小环压缩弹簧d后释放,小环恰好能运动到D点。已知小环只在轨道BC、CD、HK上受到摩擦力,动摩擦因数μ=0.5,弹簧弹性势能与弹簧弹性形变量的二次方成正比。不计空气阻力,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2.则:
(1)求小环在B点的速度大小v;
(2)某次实验,弹簧压缩量为2d,求小环在E处对轨道的压力;
(3)小环能否停在HK上?若能,求出弹簧压缩量的取值范围;若不能,请说明理由。
低空跳伞大赛受到各国运动员的喜爱。如图所示为某次跳伞大赛运动员在一座高为H=263m的悬崖边跳伞时的情景。运动员离开悬崖时先做自由落体运动,一段时间后,展开降落伞,以a=9 m/s2的加速度匀减速下降,已知运动员和伞包的总质量为80kg,为了运动员的安全,运动员落地时的速度不能超过4m/s,求:
(1)运动员做自由落体运动的最大位移大小;
(2)运动员(含伞包)展开降落伞时所受的空气阻力f;
(3)如果以下落时间的长短决定比赛的胜负,为了赢得比赛的胜利,运动员在空中运动的最短时间是多大。
在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,实验室中有一个规格为“3V 1.5W”的小灯泡,滑动变阻器A(10 Ω,1 A),滑动变阻器B(1 kΩ,300 mA),实验小组连接的实物图如图1所示,则图中滑动变阻器应选用____________(选填“A”或“B”),闭合开关,若电压表示数为零,电流表的示数为0.3 A,小灯泡亮,则断路的导线是________;若反复调节滑动变阻器,小灯泡亮度发生变化,但电压表、电流表示数不能调为零,则断路的导线是________;通过调节滑动变阻器,得到多组电压表和电流表的示数如下表所示,当电压表的示数为1V时,电流表的示数如图2所示,则电流表的示数为_____________A;根据表中数据,在所给方格纸中描点并作出该灯泡的伏安特性曲线_____。
图1 图2 图3
(1)在“用打点计时器测速度”的实验中,下列器材中必须要用的是(多选)_______
A. B.
C.
D.
(2)在探究加速度与力、质量的关系的实验时,打出一条纸带如图所示,已知A、B、C、D、E为计数点,相邻两个计数点间还有4个打点,每相邻两个计数点间的时间间隔为0.1 s,则小车在C点的速度v=________m/s,小车运动的加速度a=________m/s2.(结果保留三位有效数字)