某同学得用气垫导轨和数字计数器探究弹簧的弹性势能与形变量的关系。如图所示,气垫导轨上有很多小孔,气泵输入压缩空气,从小孔中喷出,会使质量为滑块与导轨间有一层薄的空气,使二者不接触从而减小阻力,一端固定有轻弹簧滑块在导轨上滑行,当通过数字计数器时,遮光片档住光源,与光敏管相连的电子电路就会记录遮光时间
。
(1)接通气泵,调节气垫导轨左端高度,轻推滑块,使其刚好能够匀速运动,说明气垫导轨已调节水平。
(2)使用10分度的游标卡尺,测量滑块上遮片的宽度如图乙所示,其宽度为 cm。
(3)压缩弹簧并记录压缩量。
(4)释放滑块,滑块离开弹簧后通过数字计时器显示时间。
(5)多次重复步骤③和④,将数据记录在表格中,并计算出滑块相应的速度。表格中弹簧压缩4.00cm时,其物块速度 m/s(保留三位有效数字)。
(6)从表格中的数据可以得出(在误差允许的范围内)弹簧的压缩量与物块的速度 。
(7)由机械守恒定律可知滑块的动能等于释放滑块时弹簧的弹性势能。
(8)由以上分析可得出弹簧的弹性势能与弹簧的压缩量关系表达式为 其中各符号代表的物理意义 。
如图15-5-12所示,电容器两极板相距为d,两端电压为U,板间的匀强磁场为B,一束带正电的粒子从图示方向射入,穿过电容器后进入另一匀强磁场B2,结果分别打在a、b两点,两点间的距离为ΔR,由此可知,打在两点的粒子质量差Δm=__________.(带电荷量均为+q)
图15-5-12
如图15-5-11所示为正方体空腔的横截面,a、c、d为三个小孔,腔内匀强磁场B垂直纸面向里.一束具有相同电荷量的粒子由a孔沿ab方向射入空腔,恰好分别从c、d两孔射出,则从两孔射出的粒子带___________电,它们的动量之比pc∶pd=___________.
图15-5-11
.如图11-1-10所示为电视机显像管偏转的示意图,圆环上的偏转线圈通以图示方向的电流时,圆心O处的磁场方向为____________.
图11-1-10
如图11-31所示,在光滑水平桌面上,有两根弯成直角的相同金属棒,它们的一端均可绕固定转轴O自由转动,另一端b互相接触,组成一个正方形线框,正方形每边长度均为l.匀强磁场的方向垂直桌面向下,磁感应强度为B.当线框中通以图示方向的电流时,两金属棒在b点的相互作用力为f,则此时线框中的电流大小为_______.(不计电流产生的磁场)
图11-31
磁场具有能量,磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度,其值为,式中B是磁感应强度,μ是磁导率,在空气中μ为一已知常数.为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度B,一学生用一根端面面积为A的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P,再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离Δl,并测出拉力F,如图11-27所示.因为F所做的功等于间隙中磁场的能量,所以由此可得磁感应强度B与F、A之间的关系为B=____________.
图11-27