某研究性学习小组用如图(a)所示装置验证机械能守恒定律。让一个摆球由静止开始从A位置摆到B位置,若不考虑空气阻力,小球的机械能应该守恒,即,但直接测量摆球到达B点的速度v比较困难,现利用平抛的特性来间接地测出v。
如图(a)中,悬点正下方一竖直立柱上 放置一个与摆球完全相同的小球(OB等于摆线长),当悬线摆至B处,摆球与小球发生完全弹性碰撞(速度互换),被碰小球由于惯性向前飞出作平抛运动。在地面上放上白纸,上面覆盖着复写纸,当小球落在复写纸上时,会在下面白纸上留下痕迹。用重锤线确定出A、B点的投影点N、M。重复实验10次(小球每一次都从同一点由静止释放),球的落点痕迹如图(b)所示,图中米尺水平放置,零刻度线与M点对齐。用米尺量出AN的高度h1、BM的高度h2,算出A、B两点的竖直距离,再量出M、C之间的距离x,即可验证机械能守恒定律。(已知重力加速度为g,两球的质量均为m。)
(1)根据图(b)可以确定小球平抛时的水平射程为 m。
(2)用题中所给字母表示出小球平抛时的初速度v0 = 。
(3)此实验中,小球从A到B过程重力势能的减少量ΔEP = ,动能的增加量EK= ,
若要验证此过程中摆球的机械能守恒,实验数据应满足一个怎样的关系 。(用题中的符号表示)
在倾角为30°的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为L、质量为m的直导体棒,一匀强磁场垂直于斜面向上,如图所示,当导体棒内通有垂直纸面向里的电流I时,导体棒恰好静止于斜面上,则磁感应强度B=_______.
将一个电量为-2×10-8C的点电荷,从零电势点S移到M点要反抗电场力做功4×10-8J,则M点电势_______,若将该电荷从M点移到N点,电场力做功14×10-8J,则N点电势
=_______,MN两点的电势差UMN=_________。
.如图是光电检流计的示意图,在检流计的转轴上固定一块小平面镜M,当无电流通过线圈Q时,从光源S发出的一束细光束,通过小孔O垂直射到镜面上,反射后恰好射在刻度盘中心O处,刻度盘是在以镜面中心为圆心的水平圆弧上.已知线圈转过的角度与通过线圈的电流成正比,即θ=kI,k=1度/微安.如果有某一电流通过线圈时,光点从O移到P点,OP圆弧对应的圆心角为30°,则通过检流计的电流为_________μA.
电磁炮是一种理想的兵器,它的主要原理如右图所示,利用这种装置可以把质量为2.0 g的弹体(包括金属杆EF的质量)加速到6 km/s.若这种装置的轨道宽2 m,长为100 m,通过的电流为10 A,则轨道间所加匀强磁场的磁感应强度为_________T,磁场力的最大功率P=_________W(轨道摩擦不计).
.矩形线圈abcd放在匀强磁场中,磁场方向沿z轴,磁感应强度B=1.34×10-2 T,如图所示.线圈边长ad="6" cm,ab="8" cm,线圈是均匀的,总质量为2.8×10-3 kg,此线圈可绕ad边自由转动.当线圈静止在与xOz平面成30°角的位置时,则通过线圈的电流的大小为________,方向为_________(g取10 m/s2).