(11分)在开展研究性学习的过程中,某同学设计了一个利用线圈测量转轮转速的装置,如图所示:在轮子的边缘贴上小磁体,将小线圈靠近轮边放置,接上数据采集器和电脑(即DIS实验器材)。如果小线圈的面积为,圈数为匝,小磁体附近的磁感应强度最大值为,回路的总电阻为,实验发现,轮子转过角,小线圈的磁感应强度由最大值变为零。因此,他说“只要测得此时感应电流的平均值,就可以测出转轮转速的大小。”请你运用所学的知识,通过计算对该同学的结论作出评价。
(选修3-1的考生做) (8分)如图所示,一个电子的质量为m,电荷量为e,让它以初速度v0,从屏S上的O点垂直于S射入其右边区域。该区域有垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,该区域为真空。(1)求电子回到屏S时距离O点有多远;(2)若电子在磁场中经过某点P,OP连线与v0成θ=600角,求该电子从O点运动到P点所经历的时间t。
(选修1-1的考生做) (8分)如图所示,一长度为R的轻质细绳与质量为m的小球相连,悬挂于O点。现将小球从水平位置P点自由释放。求:(1)当细绳摆到竖直位置时小球的速度大小;(2)当细绳摆到竖直位置时此时小球所受拉力的大小.
电场中某区域的电场线分布如图所示,已知A点的电场强度E = 3.0 × 104 N/C. 将电荷量q= -3.0 × 10-8 C的点电荷放在电场中的A点. (1)求该点电荷在A点所受电场力F的大小;(2)在图中画出该负点电荷在A点所受电场力的方向.
一个质量m=2kg的物块放在光滑的水平面上,对其施加一个F=10N的水平拉力,使物块由静止开始做匀加速直线运动。求:(1)物体加速度的大小a;(2)物体开始运动后在t = 2s内通过的位移x.
如图甲,相距为L=1m的光滑平行金属导轨水平放置,导轨一部分处在垂直导轨平面的匀强磁场中,OO’为磁场右边界,磁感应强度为B=2T,导轨右侧接有定值电阻R=4,导轨电阻忽略不计。在距OO’为L=1m处垂直导轨放置一质量为m=1kg、电阻不计的金属杆ab。若ab杆在水平向右的恒力F作用下由静止开始向右运动,其速度-位移的关系图象如图乙所示(图中坐标值均为已知量),求(1)恒力F大小是多少?(2)在此过程中电阻R上产生的电热Q1是多少?(3)ab杆在离开磁场前瞬间的加速度为多少?