“黑盒子”表面有a、b、c三个接线柱,盒内总共有两个电子元件,每两个接线柱之间只可能连接一个元件。为了探明盒内元件的种类及连接方式,某位同学用多用电表进行了如下探测:
第一步:用电压挡,对任意两接线柱正、反向测量,指针不发生偏转
第二步:用电阻×100挡,对任意两个接线柱正、反向测量,指针偏转情况如图1所示。
(1)第一步测量结果表明盒内________。
(2)图2示出了图1〔1〕和图1〔2〕中欧姆表指针所处的位置,其对应的阻值是_______Ω,图3示出了图1〔3〕中欧姆表指针所处的位置,其对应的阻值是__________Ω。
(3)请在图4的接线柱间,用电路图符号画出盒内的元件及连接情况。
(4)一个小灯泡与3V电池组的连接情况如图5所示。如果把图5中e、f两端用导线直接相连,小灯泡仍可正常发光。欲将e、f两端分别与黑盒子上的两个接线柱相连,使小灯泡仍可发光。那么,e端应连接到__________接线柱,f端应连接到_______接线柱。
有人设计了一种带电颗粒的速率分选装置,其原理如题图所示,两带电金属板间有匀强电场,方向竖直向上,其中
矩形区域内还有方向垂直纸面向外的匀强磁场。一束比荷(电荷量与质量之比)均为
的带正电颗粒,以不同的速率沿着磁场区域的水平中心线
进入两金属板之间,其中速率为
的颗粒刚好从
点处离开磁场,然后做匀速直线运动到达收集板。重力加速度为
,
=3
,
=2
,收集板与
的距离为
,不计颗粒间相互作用。求
(1)电场强度
的大小;
(2)磁感应强度
的大小;
(3)速率为
的颗粒打在收集板上的位置到
点的距离。
如图所示,二块水平放置、相距为
的长金属板接在电压可调的电源上。两板之间的右侧区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。将喷墨打印机的喷口靠近上板下表面,从喷口连续不断喷出质量均为
、水平速度均为
、带相等电荷量的墨滴。调节电源电压至
,墨滴在电场区域恰能沿水平向右做匀速直线运动,进入电场、磁场共存区域后,最终垂直打在下板的
点。
(1)判断墨滴所带电荷的种类,并求其电荷量;
(2)求磁感应强度
的值;
(3)现保持喷口方向不变,使其竖直下移到两板中间位置。为了使墨滴仍能到达下板
点应将磁感应强度调至
,则
的大小为多少?
为了研究鱼所受水的阻力与其形状的关系,小明同学用石蜡做成两条质量均为m、形状不同的"
鱼"和"
鱼",如图所示。在高出水面
处分别静止释放"
鱼"和"
鱼", "
鱼"竖直下滑
后速度减为零,"
鱼" 竖直下滑
后速度减为零。"鱼"在水中运动时,除受重力外还受浮力和水的阻力,已知"鱼"在水中所受浮力是其重力的10/9倍,重力加速度为
,"鱼"运动的位移远大于"鱼"的长度。假设"鱼"运动时所受水的阻力恒定,空气阻力不计。求:
(1)"
鱼"入水瞬间的速度
;
(2)"
鱼"在水中运动时所受阻力
;
(3)"
鱼"与"
鱼" 在水中运动时所受阻力之比
:
对铀235的进一步研究在核能的开发和利用中具有重要意义。如图所示,质量为
、电荷量为
的铀235离子,从容器
下方的小孔
不断飘入加速电场,其初速度可视为零,然后经过小孔
垂直于磁场方向进入磁感应强度为
的匀强磁场中,做半径为
的匀速圆周运动。离子行进半个圆周后离开磁场并被收集,离开磁场时离子束的等效电流为
。不考虑离子重力及离子间的相互作用。
(1)求加速电场的电压
;
(2)求出在离子被收集的过程中任意时间
内收集到离子的质量M;
(3)实际上加速电压的大小会在
范围内微小变化。若容器
中有电荷量相同的铀235和铀238两种离子,如前述情况它们经电场加速后进入磁场中会发生分离,为使这两种离子在磁场中运动的轨迹不发生交叠,
应小于多少?(结果用百分数表示,保留两位有效数字)
如图所示,一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内,导轨间距
,左端接有阻值
的电阻。一质量
,电阻
的金属棒MN放置在导轨上,整个装置置于竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度
。棒在水平向右的外力作用下,由静止开始以
的加速度做匀加速运动,当棒的位移
时撤去外力,棒继续运动一段距离后停下来,已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比
。导轨足够长且电阻不计,棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触。求
(1)棒在匀加速运动过程中,通过电阻
的电荷量
;
(2)撤去外力后回路中产生的焦耳热
;
(3)外力做的功
。