如图(a)为一研究电磁感应的实验装置示意图,其中电流传感器(相当于一只理想的电流表)能将各时刻的电流数据实时通过数据采集器传输给计算机,经计算机处理后在屏幕上同步显示出图像。足够长光滑金属轨道电阻不计,倾角θ=30°。轨道上端连接有阻值R=1.0Ω的定值电阻,金属杆MN电阻r=0.5Ω,质量m=0.2kg,杆长
。在轨道区域加一垂直轨道平面向下的匀强磁场,让金属杆从图示位置由静止开始释放,此后计算机屏幕上显示出如图(b)所示的
图像(设杆在整个运动过程中与轨道垂直,
)。试求:
图(a) 图(b)
(1)t=0.5s时电阻R的热功率;
(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(3)估算0~1.2s内通过电阻R的电量大小及在R上产生的焦耳热。
如图所示,电源的电动势为6.5V,内阻为1Ω,两只相同的小灯泡L1和L2上面都标有“6V、3W”的字样。
(1)闭合开关S 1,试计算L1中的电流和加在L1上的电压。
(2)闭合开关S 1,再闭合开关S 2,试计算L 2中的电流和加在L2上的电压。有同学做了如下解答:
①小灯泡L 1和L2的电阻都为:R=U 2额/P额 = 62/3Ω=12Ω干路中的电流:I =" E" /(R+r)=6.5/(12+1)A=0.5A小灯泡L 1上的电压即为路端电压:U 1 =" E-Ir" =(6.5-0.5×1)V = 6V
②因小灯泡L 1与小灯泡L2并联,小灯泡L2上的电压U2= 6V小灯泡L2中的电流:I 2 = U 2/ R 2=" 6/12A" = 0.5A你认为这位同学的解答正确吗?为什么?请把你的想法说出来,再把你的解答过程写出来。
如图示,倾角为的斜面体固定在水平面上,质量为
的方形物块放在斜面上保持静止,已知当地的重力加速度为
。求:
(1)斜面对物块的支持力和摩擦力的大小。
(2)若对物块施加一个水平向右的作用力,使斜面对物块的摩擦力刚好为零。这个作用力多大?此时斜面对物块的支持力变为多大?
某物体在水平面上作初速度为加速度为
的匀加速直线运动,
末开始加速度变为零而作匀速直线运动。求:
(1)物体在前内的位移
(2)作出物体运动的速度图象
示波器是一种多功能电学仪器,可以在荧光屏上显示出被检测的电压波形,它的工作原理可等效成下列情况:如图(甲)所示,真空室中电极K发出电子(初速不计),经过电压为U1的加速电场后,由小孔S沿水平金属板A、B间的中心线射入板中。板长为L,两板间距离为d,在两板间加上如图 (乙)所示的正弦交变电压,周期为T,前半个周期内B板的电势高于A板的电势,电场全部集中在两板之间,且分布均匀。在每个电子通过极板的极短时间内,电场视作恒定的。在两极板右侧且与极板右端相距D处有一个与两板中心线(图中虚线)垂直的荧光屏,中心线正好与屏上坐标原点相交。当第一个电子到达坐标原点O时,使屏以速度V沿负x方向运动,每经过一定的时间后,在一个极短时间内它又跳回到初始位置,然后重新做同样的匀速运动。(已知电子的质量为m,带电量为e)求:
(1)电子进入AB板时的初速度;
(2)要使所有的电子都能打在荧光屏上(荧光屏足够大),图 (乙)中电压的最大值U0需满足什么条件?
(3)要使荧光屏上始终显示一个完整的波形,荧光屏必须每隔多长时间回到初始位置?计算这个波形的峰值和长度,在如图 (丙)所示的x-y坐标系中画出这个波形。
理论研究表明,物体在地球附近都受到地球对它的万有引力作用,具有引力势能。选物体在距地球无限远处的引力势能为零,则引力势能可表示为Ep= —(其中G为万有引力常量,M为地球质量,m为物体的质量,r是物体到地心的距离)。现有一质量m/的人造卫星绕地球做圆周运动周期T。若要从地面上将这颗卫星发射成功,则至少需做多少功?(已知地球质量为M,半径为R,万有引力常量为G,且忽略空气阻力对卫星发射的影响)