如右图所示,在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4 m,质量为6×10-2kg的通电直导线,电流强度I=1 A,方向垂直于纸面向外,导线用平行于斜面的轻绳拴住不动,整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4 T,方向竖直向上的磁场中,设t=0时,B=0,则需要多长时间,斜面对导线的支持力为零?(g取10 m/s2)
如图所示,有界匀强磁场的磁感应强度B=2×10﹣3T;磁场右边是宽度L=0.2m、场强E=40V/m、方向向左的匀强电场.一带电粒子电荷量q=﹣3.2×10﹣19C,质量m=6.4×10﹣27kg,以v=4×104m/s的速度沿OO′垂直射入磁场,在磁场中偏转后进入右侧的电场,最后从电场右边界射出.求:
(1)大致画出带电粒子的运动轨迹;(画在答题纸上给出的图中)
(2)带电粒子在磁场中运动的轨道半径;
(3)带电粒子飞出电场时的动能EK.
串列加速器是用来产生高能离子的装置,图中虚线框内为其主体的原理示意图,其中加速管的中部b处有很高的正电势U,a、c两端均有电极接地(电势为零)。现将速度很低的负一价碳离子从a端输入,当离子到达b处时,可被设在b处的特殊装置将其电子剥离,成为n价正离子,而不改变其速度大小。这些正n价碳离子从c端飞出后进入一与其速度方向垂直的、磁感强度为B的匀强磁场 中,在磁场中做半径为R的圆周运动,已知碳离子的质量m=2.0×10-26㎏,U=7.5×105V,B=0.50T,n=2,基元电荷e=1.6×10-19C ,求R。
如图所示为直流电动机提升重物装置,电动机的内阻一定,闭合开关K,当把它接入电压为U1=0.2V的电路时,电动机不转,测得此时流过电动机的电流是I1=0.4A;当把电动机接入电压为U2=4.0V的电路中,电动机正常工作且电动机匀速提升重物,工作电流是I2=1.0A,求:
(1)电动机线圈的电阻r;
(2)当U2=4.0V电动机正常工作时的输出功率及电动机的效率;
(3)如果重物质量m=0.5kg,当U2=4.0V时电动机提升重物的速度大小是多少?(g取10m/s2)
电动自行车是目前较为时尚的代步工具,某厂生产的一种电动自行车,设计质量(包括人)80kg,动力电源选用能量储存为“36V;10A·h”(即输出电压为36V,工作电流与工作时间的乘积为10安培小时)的蓄电池(不计内阻),).所用电动机的输入功率有两档,分别为P1=120W和P2=180W,考虑到传动摩擦及电机发热等各种因素造成的损耗,自行车的效率为η=80%.如果电动自行车在平直公路上行驶时所受阻力与行驶速率 和自行车对地面压力都成正比,即Ff=kmgv,其中k=5.0×10-3s.m-1,g取10m/s2.求:
(1)该电动自行车分别使用两档行驶时,行驶的最长时间分别是多少?
(2)自行车在平直公路上能达到的最大速度为多大?
如图所示,质量为、电荷量为的小球从距地面一定高度的点,以初速度沿着水平方向抛出,已知在小球运动的区域里,存在着一个与小球的初速度方向相反的匀强电场,如果测得小球落地时的速度方向恰好是竖直向下的,且已知小球飞行的水平距离为,求:
(1)电场强度为多大?
(2)小球落地点与抛出点之间的电势差为多大?
(3)小球落地时的动能为多大?