(14分) 如图所示,两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ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。
(12分)如图所示,在竖直平面内有一边界半径为R的圆形匀强磁场区域,磁感应强度为B,方向垂直纸面向里.一质量为m、电量为q的负点电荷从圆边缘的P点沿直径方向进入匀强磁场中,射出磁场时速度方向偏转了60°.不计点电荷的重力.
(1)求点电荷速度υ的大小?
(2)如果点电荷速度大小不变,以不同方向从P点进入圆形匀强磁场区域,点电荷在磁场中运动时间不同,求点电荷在磁场中运动的最长时间?
(12分)如下图所示,一个电子以4×106m/s的速度沿与电场垂直的方向从A点飞进匀强电场,并且从另一端B点沿与场强方向成150°角方向飞出,那么,A、B两点间的电势差为多少伏?(电子的质量为9.1×10-31kg)
(10分)在如图所示的电路中,电源的电动势E=3.0V,内阻r=1.0Ω;电阻R1=10Ω,R2=10Ω,R3=30Ω;R4=35Ω;电容器的电容C=100μF,电容器原来不带电,求接通开关S后流过R4的总电量。
在如图下所示的电路中,电流表、电压表的读数如图所示, 则通过R的电流是__ ___A,加在电阻R两端的电压是___ ___V。
测量电源电动势和内电阻的器材如图A所示,请用实线表示导线,将图A中器材连成实验用电路,实验时经测量得出的数据如下表,请在下图B的方格纸上画出U—I图线。利用图线可求出电源电动势和内电阻分别为 、 。