如图,在真空中,半径为R的虚线所围的圆形区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外。在磁场右侧有一对平行金属板M和N,两板间距离也为R,板长为2R,两板的中心线O1O2与磁场区域的圆心O在同一直线上,两板左端与O1也在同一直线上。现有一电荷量为q、质量为m的带正电粒子,以速率v0从圆周上的最低点P沿垂直于半径OO1并指向圆心O的方向进人磁场,当从圆周上的O1点飞出磁场时,给M、N板加上如右边图所示电压u,最后粒子刚好以平行于N板的速度从N板的边缘飞出,不计平行金属板两端的边缘效应及粒子所受的重力,
(1)求磁场的磁感应强度B的大小;
(2)求交变电压的周期T和电压U0的值;
(3)若t=时,将该粒子从MN板右侧沿板的中心线O2O1,仍以速率v0射人M、N之间,求粒子从磁场中射出的点到P点的距离.
图9-18所示,为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需要的器材实物图,器材规格如下:(1)待测电阻RX(约100Ω)(2)直流毫安表(量程0~10mA,内阻50Ω)(3)直流电压表(量程0~3V,内阻5kΩ)(4)直流电源(输出电压4V,允许最大电流1A)(5)滑动变阻器(阻值范围0~15Ω,允许最大电流1A)(6)电键一个,导线若干条。根据器材的规格和实验要求,在本题的实物图上连线。
用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值(900~1000Ω):
电源E,具有一定内阻,电动势约为9.0V;
电压表V1,量程为1.5V,内阻r1=750Ω;
电压表V2,量程为5V,内阻r2=2500Ω;
滑线变阻器R,最大阻值约为100Ω;
单刀单掷开关S,导线若干.
(1)测量中要求电压表的读数不小于其量程的,试画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图(原理图中的元件要用题图中的相应的英文字母标注).
(2)根据你所画的电路原理图在题给的实物图5—11上画出连线.
(3)若电压表V1的读数用U1表示,电压表v2的读数用U2表示,则由已知量和测得量表示Rx的公式为Rx=____________________.
用伏安法测量一个定值电阻的阻值,备用器材如下:
待测电阻Rx(阻值约为25kΩ)
电流表A1:(量程100A,内阻2kΩ)
电流表A2:(量程500A,内阻300Ω)
电压表V1:(量程10V,内阻100kΩ)
电流表V2:(量程50V,内阻500kΩ)
电源E:(电动势15V,允许最大电流1A)
滑动变阻器R:(最大阻值1kΩ)
电键S,导线若干
为了尽量减小实验误差,要求测多组数据.
(1)电流表应选________________,电压表应选__________________.
(2)画出实验电路图.
有一捆粗细均匀的导电材料样品,长为L,电阻约为10Ω,为测定这种材料的电阻率ρ,现提供以下实验器材:
A.电键一只,导线若干
B.螺旋测微器
C.电压表V1(量程为3V,内阻的准确值r1为3000Ω)
D.电压表V2(量程为9V,内阻r2大约为6000Ω)
E.滑动变阻器R1(0~10Ω,额定电流3A)
F.直流电源E(电源电动势为12V,内阻约为2Ω)
为了尽可能精确地测量该样品的电阻率ρ,回答下列问题:
(1)用螺旋测微器测得该样品的直径如图所示,其直径D= mm。
(2)在方框中画出测量电阻的实验电路图,并标明所选仪器的符号。
(3)测量电阻的实验中需要直接测量的物理量是 (填物理量的符号),用已知物理量和所测得物理量的符号表示样品的电阻Rx= 。
有一根细长而均匀的金属材料样品,截面为外方(正方形)内圆,如图所示。此金属材料质量约为0.1—0.2kg,长约为30cm,电阻约为10Ω。已知这种金属的电阻率为,密度为
。因管线内径太小,无法直接测量,请根据下列提供的实验器材,设计一个实验方案测量其内径d。
A.毫米刻度尺 B.螺旋测微器
C.电流表(600mA 约1Ω) D.电流表(3A 约0.1Ω)
E.电压表(3V 约6kΩ) F.滑动变阻器(2kΩ 0.5A)
G.滑动变阻器(10Ω 2A) H.直流稳压电源(6V 0.05Ω)
I.开关一个,带夹子的导线若干
(1)除待测金属材料外,应选用的实验器材有 (只填代号字母)。
(2)画出你所设计方案的实验电路图,并把所选仪器连成实际测量电路。
(3)用已知的物理常量和所测得的物理量,推导出计算金属管线内径d的表达式。