题目内容
L1、L2为相互平行的足够长光滑导轨,位于光滑水平面内.一个略长于导轨间距,质量为M的光滑绝缘细管与导轨垂直放置,细管可在两导轨上左右平动. 细管内有一质量为m、带电量为+q的小球,小球与L1导轨的距离为d.开始时小球相对细管速度为零,细管在外力作用下从P1位置以速度v0向右匀速运动. 垂直平面向里和向外的匀强磁场Ⅰ、Ⅱ分别分布在L1轨道两侧,如图所示,磁感应强度大小均为B.小球视为质点,忽略小球电量变化.
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(1)当细管运动到L1轨道上P2处时,小球飞出细管,求此时小球的速度大小;
(2)小球经磁场Ⅱ第一次回到L1轨道上的位置为O,求O和P2间的距离;
(3)小球回到L1轨道上O处时,细管在外力控制下也刚好以速度v0经过O点处,小球恰好进入细管.此时撤去作用于细管的外力.以O点为坐标原点,沿L1轨道和垂直于L1轨道建立直角坐标系,如图所示,求小球和细管速度相同时,小球的位置(此时小球未从管中飞出).
一只小灯泡,额定功率为0.75W,额定电压值已模糊不清.A小组的同学想测定其额定电压值,于是先用欧姆表测出该灯泡的电阻约为3Ω,然后根据公式计算出该灯泡的额定电压U=
=1.5V.B小组同学认为A小组测量方法有误,他们利用下面可供选择的器材设计一个电路,测量通过灯泡的电流和它两端的电压,并根据测量数据来绘制灯泡的UI图线,进而找到灯泡的额定电压.
A.电压表V(量程3V,内阻约3kΩ)
B.电流表A1(量程1 500mA,内阻约0.02Ω)
C.电流表A2(量程500mA,内阻约0.6Ω)
D.滑动变阻器R1(0~10Ω)
E.滑动变阻器R2(0~100Ω)
F.电源E(电动势4.0V,内阻不计)
G.开关S和导线若干H.待测灯泡L(额定功率0.75W,额定电压未知)
(1)在实验过程中,B小组的同学将灯泡两端的电压由零缓慢地增加,在下面图a所给的虚线框中画出实验的电路原理图.上述器材中,电流表选________(选填“A1”或“A2”);滑动变阻器选________(选填“R1”或“R2”).
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(2)当电压达到1.23V时,发现灯泡亮度很暗,当达到2.70V时,灯泡功率已超过额定功率,便立即断开开关,并将所测数据记录在下面表格中.
次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
U/V | 0.20 | 0.60 | 1.00 | 1.40 | 1.80 | 2.20 | 2.70 |
I/mA | 80 | 155 | 195 | 227 | 255 | 279 | 310 |
请你根据表中实验数据在图b中作出灯泡的UI图线.
(3)由图像得出该灯泡的额定电压应为________V;显然这一结果大于1.5V,究其原因是________________.