已知两板间距d=0.1m,板的长度l=0.5m,电场仅局限在平行板之间;各颗粒所带电量大小与其质量之比均为l×10-5C/kg。设颗粒进人电场时的初速度为零,分选过程中颗粒大小及颗粒间的相互作用力不计。要求两种颗粒离开电场区域时,不接触到极板但有最大偏转量。重力加速度g取10m/s2。
(1)左右两板各带何种电荷?两极板间的电压多大?
25.(22分)下图是某种静电分选器的原理示意图。两个竖直放置的平行金属板带有等量异号电荷,形成匀强电场。分选器漏斗的出口与两板上端处于同一高度,到两板距离相等。混合在一起的a、b两种颗粒从漏斗出口下落时,a种颗粒带上正电,b种颗粒带上负电。经分选电场后,a、b两种颗粒分别落到水平传送带A、B上。
设A物体质量m1=1.0kg,开始时静止在直线上某点;B物体质量m2=3.0kg,以速度v0从远处沿该直线向A运动,如图所示。若d=0.10m,F=0.60N,v0=0.20m/s,求:
(1)相互作用过程中A、B加速度的大小;
(2)从开始相互作用到A、B间的距离最小时,系统(物体组)动能的减少量;
(3)A、B间的最小距离。
24.(20分)对于两物体碰撞前后速度在同一直线上,且无机械能损失的碰撞过程,可以简化为如下模型:A、B两物体位于光滑水平面上,仅限于沿同一直线运动。当它们之间的距离大于等于某一定值d时,相互作用力为零;当它们之间的距离小于d时,存在大小恒为F的斥力。
23.(18分)如图1所示,两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为q 的绝缘斜面上,两导轨间距为L。M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下。导轨和金属杆的电阻可忽略。让ab杆沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦。
(1)由b向a方向看到的装置如图 2所示,请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图;
(2)在加速下滑过程中,当ab杆的速度大小为v时,求此时ab杆中的电流及其加速度的大小;
(3)求在下滑过程中,ab杆可以达到的速度最大值。
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(3)上述实验中,无论怎样调整滑动变阻器R2的滑动端位置,都要保证两块电流表的 安全。在下面提供的四个电阻中,保护电阻R3应选用:_______________(填写阻值相应的字母)。
A.200k B.20k C.15k D.20k
(4)下面提供最大阻值不同的四个滑动变阻器供选用。既要满足上述实验要求,又要调整方便,滑动变阻器_______________(填写阻值相应的字母)是最佳选择。
A.1k B.5k C.10k D.25k
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(2)连接好电路,将开关S2扳到接点a处,接通开关S1,调整滑动变阻器R2使电流表A2的读数是150m A;然后将开关S2扳到接点b处,保持R2不变,调节电阻箱R1,使A2的读数仍为150m A。若此时电阻箱各旋钮的位置如图3所示,电阻箱R1的阻值是_________W,则待测电流表A1的内阻Rg=_________W。
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A2是标准电流表,量程是200mA;
R2是滑动变阻器; R3是保护电阻;
E是电池组,电动势为4V,内阻不计;
S1是单刀单掷开关,S2是单刀双掷开关。
(1)根据电路图1,请在图2中画出连线,将器材连接成实验电路。
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