摘要:⑶当速度方向与电场力和重力合力方向垂直时.速度最大.--------
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在电场强度为E、方向水平向右的匀强电场中,有两个质量均为m的小球A、B(可被视为质点),被固定在一根绝缘轻杆的两端,轻杆可绕与电场方向垂直的固定转动轴O无摩擦转动,小球A、B与轴O间的距离分别为l、2l,其中小球B上带有电量为q的正电荷,小球A不带电,已知
=
.现将轻杆转动到水平方向后,如图(a)所示,无初速释放.求:
(1)小球B的电势能变化量的最大值(结果用m、g和l字母表示);
(2)轻杆转动到何位置时,小球A、B的速度达到最大?某同学这样解:目前轻杆无法平衡,在小球A、B的带动下,开始顺时针转动,当A、B的速度达到最大时,小球B所受的电场力与重力的合力恰与杆平行,如图(b)所示,所以tanθ=…,你认为这位同学的解法是否正确,若正确,请完成计算;若不正确,请说明理由,并用你自己的方法算出正确结果.
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mg |
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6 |
(1)小球B的电势能变化量的最大值(结果用m、g和l字母表示);
(2)轻杆转动到何位置时,小球A、B的速度达到最大?某同学这样解:目前轻杆无法平衡,在小球A、B的带动下,开始顺时针转动,当A、B的速度达到最大时,小球B所受的电场力与重力的合力恰与杆平行,如图(b)所示,所以tanθ=…,你认为这位同学的解法是否正确,若正确,请完成计算;若不正确,请说明理由,并用你自己的方法算出正确结果.
(带电粒子在电场和磁场组合场内的运动)如图,空间存在匀强电场和匀强磁场,电场方向为y轴正方向,磁场方向垂直于xy平面(纸面)向外,电场和磁场都可以随意加上或撤除,重新加上的电场或磁场与撤除前的一样.一带正电荷的粒子从P(x=0,y=h)点以一定的速度平行于x轴正向入射.这时若只有磁场,粒子将做半径为R0的圆周运动:若同时存在电场和磁场,粒子恰好做直线运动.现在,只加电场,当粒子从P点运动到x=R0平面(图中虚线所示)时,立即撤除电场同时加上磁场,粒子继续运动,其轨迹与x轴交于M点.不计重力.求:
(1)粒子到达x=R0平面时速度方向与x轴的夹角以及粒子到x轴的距离;
(2)M点的横坐标xM.
(1)在“利用单摆测重力加速度”的实验中,测得单摆的摆角小于5°,完成n次全振动的时间为t,用毫米刻度尺测得的摆线长为L,用螺旋测微器测得摆球的直径为d.
①用上述物理量的符号写出求重力加速度的一般表达式g=
.
②从图1可知,摆球直径d的读数为
③实验中有个同学发现他测得的重力加速度的值总是偏大,其原因可能是下述原因中的
A、悬点未固定紧,振动中出现松动,使摆线增长了
B、把n次全振动的时间误作为(n+1)次全振动的时间
C、以摆线长作为摆长来计算
(2)如图2所示是测量通电螺线管A内部磁感应强度B及其与电流I关系的实验装置.将截面积为S、匝数为N的小试测线圈P置于螺线管A中间,试测线圈平面与螺线管的轴线垂直,可认为穿过该试测线圈的磁场均匀.将试测线圈引线的两端与冲击电流计D相连.拨动双刀双掷换向开关K,改变通入螺线管的电流方向,而不改变电流大小,在P中产生的感应电流引起D的指针偏转.
①将开关合到位置1,待螺线管A中的电流稳定后,再将K从位置1拨到位置2,测得D的最大偏转距离为dm,已知冲击电流计的磁通灵敏度为Dφ,Dφ=
,式中△?为单匝试测线圈磁通量的变化量.则试测线圈所在处磁感应强度B=
;若将K从位置1拨到位置2的过程所用的时间为△t,则试测线圈P中产生的平均感应电动势E=
.
②调节可变电阻R,多次改变电流并拨动K,得到A中电流I和磁感应强度B的数据,见右表.由此可得,螺线管A内部在感应强度B和电流I的关系为B=
③为了减小实验误差,提高测量的准确性,可采取的措施有
A.适当增加试测线圈的匝数N B.适当增大试测线圈的横截面积S
C.适当增大可变电阻R的阻值 D.适当拨长拨动开关的时间△t.
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①用上述物理量的符号写出求重力加速度的一般表达式g=
4π2n2(L+
| ||
t2 |
4π2n2(L+
| ||
t2 |
②从图1可知,摆球直径d的读数为
5.980
5.980
.③实验中有个同学发现他测得的重力加速度的值总是偏大,其原因可能是下述原因中的
BC
BC
.A、悬点未固定紧,振动中出现松动,使摆线增长了
B、把n次全振动的时间误作为(n+1)次全振动的时间
C、以摆线长作为摆长来计算
(2)如图2所示是测量通电螺线管A内部磁感应强度B及其与电流I关系的实验装置.将截面积为S、匝数为N的小试测线圈P置于螺线管A中间,试测线圈平面与螺线管的轴线垂直,可认为穿过该试测线圈的磁场均匀.将试测线圈引线的两端与冲击电流计D相连.拨动双刀双掷换向开关K,改变通入螺线管的电流方向,而不改变电流大小,在P中产生的感应电流引起D的指针偏转.
实验次数 | I(A) | B(×10-3T) |
1 | 0.5 | 0.62 |
2 | 1.0 | 1.25 |
3 | 1.5 | 1.88 |
4 | 2.0 | 2.51 |
5 | 2.5 | 3.12 |
dm |
N△? |
dm |
2NDΦS |
dm |
2NDΦS |
dm |
D?△t |
dm |
D?△t |
②调节可变电阻R,多次改变电流并拨动K,得到A中电流I和磁感应强度B的数据,见右表.由此可得,螺线管A内部在感应强度B和电流I的关系为B=
0.00125I
0.00125I
.③为了减小实验误差,提高测量的准确性,可采取的措施有
AB
AB
A.适当增加试测线圈的匝数N B.适当增大试测线圈的横截面积S
C.适当增大可变电阻R的阻值 D.适当拨长拨动开关的时间△t.
(1)在弹性限度内,弹簧弹力的大小与弹簧伸长(或缩短)的长度的比值,叫做弹簧的劲度系数.为了测量一轻弹簧的劲度系数,某同学进行了如下实验设计:如图所示,将两平行金属导轨水平固定在竖直向下的匀强磁场中,金属杆ab与导轨接触良好,水平放置的轻弹簧一端固定于O点,另一端与金属杆连接并保持绝缘.在金属杆滑动的过程中,弹簧与金属杆、金属杆与导轨均保持垂直,弹簧的形变始终在弹性限度内,通过减小金属杆与导轨之间的摩擦和在弹簧形变较大时读数等方法,使摩擦对实验结果的影响可忽略不计.
请你按要求帮助该同学解决实验所涉及的两个问题.
①帮助该同学完成实验设计.请你用低压直流电源()、滑动变阻器()、电流表()、开关()设计一电路图,画在图中虚线框内,并正确连在导轨的C、D两端.
②若已知导轨间的距离为d,匀强磁场的磁感应强度为B,正确连接电路后,闭合开关,使金属杆随挡板缓慢移动,当移开挡板且金属杆静止时,测出通过金属杆的电流为I1,记下金属杆的位置,断开开关,测出弹簧对应的长度为x1;改变滑动变阻器的阻值,再次让金属杆静止时,测出通过金属杆的电流为I2,弹簧对应的长度为x2,则弹簧的劲度系数k= .
(2)气垫导轨(如图甲)工作时,空气从导轨表面的小孔喷出,在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层,使滑块不与导轨表面直接接触,大大减小了滑块运动时的阻力.为了验证动量守恒定律,在水平气垫导轨上放置两个质量均为a的滑块,每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连,两个打点计时器所用电源的频率均为b.气垫导轨正常工作后,接通两个打点计时器的电源,并让两滑块以不同的速度相向运动,两滑块相碰后粘在一起继续运动.图乙为某次实验打出的、点迹清晰的纸带的一部分,在纸带上以同间距的6个连续点为一段划分纸带,用刻度尺分别量出其长度s1、s2和s3.若题中各物理量的单位均为国际单位,那么,碰撞前两滑块的动量大小分别为 、 ,两滑块的总动量大小为 ;碰撞后两滑块的总动量大小为 .重复上述实验,多做几次.若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等,则动量守恒定律得到验证.
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请你按要求帮助该同学解决实验所涉及的两个问题.
①帮助该同学完成实验设计.请你用低压直流电源()、滑动变阻器()、电流表()、开关()设计一电路图,画在图中虚线框内,并正确连在导轨的C、D两端.
②若已知导轨间的距离为d,匀强磁场的磁感应强度为B,正确连接电路后,闭合开关,使金属杆随挡板缓慢移动,当移开挡板且金属杆静止时,测出通过金属杆的电流为I1,记下金属杆的位置,断开开关,测出弹簧对应的长度为x1;改变滑动变阻器的阻值,再次让金属杆静止时,测出通过金属杆的电流为I2,弹簧对应的长度为x2,则弹簧的劲度系数k=
(2)气垫导轨(如图甲)工作时,空气从导轨表面的小孔喷出,在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层,使滑块不与导轨表面直接接触,大大减小了滑块运动时的阻力.为了验证动量守恒定律,在水平气垫导轨上放置两个质量均为a的滑块,每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连,两个打点计时器所用电源的频率均为b.气垫导轨正常工作后,接通两个打点计时器的电源,并让两滑块以不同的速度相向运动,两滑块相碰后粘在一起继续运动.图乙为某次实验打出的、点迹清晰的纸带的一部分,在纸带上以同间距的6个连续点为一段划分纸带,用刻度尺分别量出其长度s1、s2和s3.若题中各物理量的单位均为国际单位,那么,碰撞前两滑块的动量大小分别为