许多科学家在物理学发展过程中做出了重要贡献,下列叙述中符合物理学史的是( )
A.哥白尼提出了日心说并发现了行星沿椭圆轨道运行的规律
B.开普勒在前人研究的基础上,提出万有引力定律
C.牛顿提出了万有引力定律,并通过实验测出了万有引力常量
D.卡文迪许在前人研究的基础上通过扭秤实验测出了万有引力常量
(16分)在平面直角坐标系xoy中,第一象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第四象限存在垂直于直角坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B,一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y 轴射入电场,经x轴上的N点与x轴正方向成θ=60°角射入磁场,最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场,如图所示,不计粒子的重力,求:
(1)M、N两点间的电势差UMN;
(2)粒子在磁场中运动的轨道半径r;
(3)粒子从M点运动到P点的总时间。
(12分)2006年3月7日美国《国防工业日报》报道,BAE公司武器系统分部将利用合同资金550万美元,为美海军设计和生产32兆焦实验型小尺寸电磁炮。预计于2007年完成。电磁炮是一种理想的兵器,其原理图如下图,把待发炮弹(导体)放置在磁场中的两平行光滑导轨上,给导轨通一大电流,使炮弹在安培力作用下沿轨道滑行,并以某一速度发射出去。若导轨宽L=2m,长S=500m,通过的电流I=20A,导轨间所加匀强磁场的磁感应强度B=55T,弹体质量(包括金属杆)m=22克,则:
(1)电磁炮离开导轨时的最大速度是多大?
(2)安培力做功的最大功率是多少?
(12分)如图所示,在光滑绝缘水平面上,有一半径r=10cm,电阻R=0.01Ω,质量m=0.02Kg的金属圆环以v0=10m/s的速度向一面积足够大,磁感应强度B=0.2T的匀强磁场滑去,当圆环刚好有一半进入磁场时圆环的加速度为a=40m/s2,求此过程圆环增加的内能。
(12分)如图所示,匝数为100、边长为0.2m的正方形线圈,在磁感应强度为2T的匀强磁场中,从中性面开始以10πrad/s的角速度绕OO′轴匀速转动。若线圈自身电阻为2Ω,负载电阻R=6Ω,π2≈10,则开始转动s内在电阻R上产生的热量为多少焦耳?
在竖直向上的匀强磁场中,水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈,规定线圈中感应电流的正方向如图1所示,当磁场的磁感应强度B随时间t如图2变化时,下图中正确表示线圈中感应电动势E变化的是:( )