如图5所示气垫是常用的一种实验仪器,它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在轨道上,滑块在轨道上的运动可视为没有摩擦。我们可以用带竖直挡板C和D的气垫轨道以及滑块A和B来验证动量守恒定律,实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计),采用的实验步骤如下:
a.调整气垫轨道,使导轨处于水平;
b.在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上;
c.按下电钮放开卡销,同时使分别记录滑块A、B运动时间的计数器开始工作,当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时,记下滑块A、B分别到达挡板C、D的运动时间和
;
d.用刻度尺测出滑块A的左端至C挡板的距离、滑块B的右端到D挡板的距离
。
(1)试验中还应测量的物理量是 ;
(2)利用上述过程测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是 ;
(3)利用上述实验数据导出的被压缩弹簧的弹性势能的表达式是 .
如图所示,用长为L的绝缘细线拴住一个质量为m、带电量为+q的小球(可视为质点)后悬挂于O点,整个装置处于水平向右的匀强电场E中,将小球拉至使悬线呈水平的位置A后,由静止开始将小球释放,小球从A点开始向下摆动,当悬线转过60°角到达位置B时,速度恰好为零,求
(1)B.A两点的电势差
(2)电场强度E
(3)小球到达B点时,悬线对小球的拉力T
图中E=10V,,
,电源内阻不计,求:
(1)闭合电键K,稳定后通过的电流
(2)然后将电键K断开,这以后流过的总电量
(11分) 如图,在一个分布范围足够大的水平向右匀强电场中,用长为L的绝缘轻质细丝线把一个带电小球悬挂在O点,小球的质量为m、带电量为q,当小球在B点保持静止状态时,细丝线与竖直方向夹角为θ=300。现把小球用绝缘工具移动到A位置,使细丝线伸直且水平,无初速释放小球,不计空气阻力,试求(答案可以用根式表示):
(1)匀强电场的场强E=?
(2)小球经过O点正下方C点(图中未画出)时,细丝线对小球的拉力TC=?
(3)如果仅把匀强电场的方向改为水平向左,其它条件都不变,仍然使小球在A位置无初速释放,则小球向左运动到C点的过程中机械能与电势能总和的减少量⊿E=?
如图所示,从电子枪射出的电子束(初速度不计)经电压U1=2000V加速后,从一对金属板Y和Y′正中间平行金属板射入,电子束穿过两板空隙后最终垂直打在荧光屏上的O点.若现在用一输出电压为U2=160V的稳压电源与金属板Y、Y′连接,在YY′间产生匀强电场,使得电子束发生偏转.设电子质量为9×10﹣31kg,电量e=1.6×10﹣19C, YY′两板间距d=2.4cm,板长l=6.0cm,板的末端到荧光屏的距离L=12cm。整个装置处于真空中,不考虑电子重力及电子间相互作用。试求:
(1)电子束射入金属板Y、Y′时速度v0=?
(2)电子束离开金属板Y、Y′时,偏离入射方向的竖直位移量y=?
(3)如果两金属板Y、Y′间的距离d可以随意调节(保证电子束仍从两板正中间射入),其他条件都不变,那么电子束打到荧光屏上的位置P(图中未标出)到O点的距离是否存在最大值Ym?如果存在Ym=?答 (本问题只写结果,不要计算过程)
在研究微型电动机的性能时,可采用如图所示的实验电路,当调节滑动变阻器,使电动机停止转动时,电流表和电压表的示数分别为0.5A和1.0 V;当重新调节
,使电动机恢复正常运转时,电流表和电压表的示数分别为2.0A和12.0 V。假设电表都是理想的,求:
(1)这台电动机线圈的电阻r=?
(2)这台电动机正常运转时的效率η=?