如图,用三条细线悬挂的水平圆形线圈共有N匝,线圈由粗细均匀、单位长度质量为2克的导线绕制而成,三条细线呈对称分布,稳定时线圈平面水平,在线圈正下方放有一个圆柱形条形磁铁,磁铁的中轴线OO′垂直于线圈平面且通过其圆心O,测得线圈的导线所在处磁感应强度B的方向与水平线成60°角,线圈中通过的电流为0.1 A,要使三条细线上的张力为零,重力加速度g取10 m/s2.则磁感应强度B的大小应为( )
A.4 T
B.0.4 T
C.
D.
计数器因射线照射,内部气体电离,在时间t内有n个二价正离子到达阴极,有2n个电子到达阳极,则计数器中的电流强度为( )
A.0 B.2ne/t C.3ne/t D.4ne/t
如图所示,点电荷+4Q与+Q分别固定在A、B两点,C、D两点将AB连线三等分,现使一个带负电的粒子从C点开始以某一初速度向右运动,不计粒子的重力,则该粒子在CD之间运动的速度大小v与时间t的关系图象(如图所示)可能是( )
A. B. C. D.
某控制带电粒子运动的仪器原理如图所示,区域PP′M′M内有竖直向下的匀强电场,电场场强E=1.0×103V/m,宽度d=0.05m,长度L=0.40m;区域MM′N′N内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B=2.5×10-2T,宽度D=0.05m,比荷=1.0×108C/kg的带正电的粒子以水平初速度v0从P点射入电场.边界MM′不影响粒子的运动,不计粒子重力.
(1) 若v0=8.0×105m/s,求粒子从区域PP′N′N射出的位置;
(2) 若粒子第一次进入磁场后就从M′N′间垂直边界射出,求v0的大小;
(3) 若粒子从M′点射出,求v0满足的条件.
很多物理规律具有普适性,如能量转化和守恒是自然界中一条普遍规律,请结合相关规律完成下列问题:
(1)如图所示,一个带电量为+Q的点电荷固定在坐标轴原点O。另一点电荷+q仅在电场力的作用下沿Ox轴运动,A、B是x轴上的两个位置。在点电荷运动的过程中,经过位置A时动能为Ek1,电势能为EP1,经过位置B时动能为Ek2,电势能为EP2,请根据功是能量转化的量度,证明:该点电荷从A运动到B 的过程中,动能和电势能之和保持不变。
(2)如图所示,带+q1的质量为m小球B静止在光滑绝缘水平面上,带+q2的质量为2m的小球A从很远处以初速度v0向B球运动,A的速度始终沿着两球的连线方向,二者始终没有接触。取无限远处势能为零。
a.求两个电荷的相互作用能的最大值。
b.若B小球初始状态不是静止,而是具有与v0同一直线上的速度。要使A球的速度方向不发生改变,求B小球初始状态的速度范围。
如图甲所示,一边长L=2.5 m、质量m=0.5 kg的正方形金属线框,放在光滑绝缘的水平面上,整个装置放在方向竖直向上、磁感应强度B=0.8 T的匀强磁场中,它的一边与磁场的边界MN重合,在水平力F作用下由静止开始向左运动,经过5 s线框被拉出磁场,测得金属线框中的电流随时间变化的图象如图乙所示.在金属线框被拉出的过程中
(1)求通过线框截面的电荷量及线框的电阻;
(2)写出水平力F随时间变化的表达式;
(3)已知在这5 s内力F做功1.92 J,那么在此过程中,线框产生的焦耳热是多少?