如图所示,两根足够长的直金属MN、PQ平行放置在倾角为的绝缘斜面上,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)在加速下滑过程中,当ab杆的速度大小为v时,ab杆中的电流及其加速度的大小;
(2)求在下滑过程中ab杆可达到的最大速度。
(3)从开始下滑到达到最大速度的过程中,棒沿导轨下滑了距离s,求整个装置生热多少.
如图(甲)所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道相距L=1m,两轨道之间用R=4Ω的电阻连接,一质量m=1kg的导体杆与两轨道垂直,静止放在轨道上,轨道的电阻可忽略不计.整个装置处于磁感应强度B=4T的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道平面向上,现用水平拉力沿轨道方向拉导体杆,拉力F与导体杆运动的位移s间的关系如图(乙)所示,当拉力达到最大时,导体杆开始做匀速运动,当位移s=2.5m时撤去拉力,导体杆又滑行了一段距离后停止.已知在拉力F作用过程中,通过电阻R上电量q为1.25C.在滑行的过程中电阻R上产生的焦耳热为.求:
(1)导体杆运动过程中的最大速度;
(2)拉力F的最大值;
(3)拉力F作用过程中,电阻R上产生的焦耳热.
如图所示,竖直放置的平行金属板,板间电压为U0,质量为m,电量为q的带正电的粒子(不计重力)自左极板的a处由静止释放,加速后从右极板的小孔b射出。由o点垂直于mf边的方向射入边长为L的正方形场区,o为mf边的中点。
(1)若正方形区域内仅存在垂直于mn方向的匀强电场,求电场强度E多大能使粒子从n点射出场区;
(2)若正方形区域内仅存在垂直于纸面方向的匀强磁场,求磁感应强度B大小满足什么条件能使粒子从m、n两点间射出场区。
如图所示,一个质量为m=2.0×10-11kg,电荷量q=+1.0×10-5C的带电微粒(重力忽略不计),从静止开始经U1=25V电压加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场中.金属板长L=20cm,两板间距.求:
(1)微粒进入偏转电场时的速度V0是多大?
(2)若微粒射出电场过程的偏转角为θ=30,并接着进入一个方向垂直与纸面向里的匀强磁场区,则两金属板间的电压U2是多大?
(3)若该匀强磁场的宽度为,为使微粒不会由磁场右边射出,该匀强磁场的磁感应强度B至少多大?这种情况下磁场中运动时间是多少?
如图所示,在xOy平面内,第Ⅲ象限内的虚线OM是电场与磁场的边界,OM与y轴负方向成45°角。在x<0且OM的左侧空间存在着沿x轴负方向的匀强电场E,场强大小为0.32N/C,在y<0且OM的右侧空间存在着垂直纸面向里的匀强磁场B,磁感应强度大小为0.10T,不计重力的带负电的微粒,从坐标原点O沿y轴负方向以v0=2.0×103m/s的初速度进入磁场,已知微粒的带电荷量为q=5.0×10-18C,质量为m=1.0×10-24kg,求:
(1)带电微粒第一次经过磁场边界点的位置坐标;
(2)带电微粒在磁场区域运动的总时间;
(3)带电微粒最终离开电、磁场区域点的位置坐标。(保留两位有效数字)
如图所示,是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图.电动机内电阻r=1.0Ω,电路中另一电阻R =4Ω,直流电压U =120V,电压表示数UV=100V.试求:
(1)通过电动机的电流;
(2)输入电动机的电功率;
(3)若电动机以V=1m/s匀速竖直向上提升重物,求该重物的质量? (g 取10m/s2)