将一足够长的光滑U形导轨固定在竖直平面内,空间存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度的大小为B,导轨间距为L,一质量为2m的金属板置于导轨的顶端,开始处于锁定状态,如图所示。一质量为m的小金属块由金属板的正上方H高处无初速释放,当金属块与金属板碰后锁定立即解除,此后二者一起向下运动。若忽略一切摩擦,除金属板的电阻R外其余部分电阻均可忽路,重力加速度为g。
①碰后二者下落一段高度后开始以vm的速度做匀速直线运动,求vm的大小
②若碰后二者加速运动,求速度增加v1时金属块对金属板的压力多大?
如图所示,将一光滑U形导体框架(不计电阻)固定在水平面上,框架的间距为L,其左端接有一定值电阻R,在空间加一垂直于框架方向竖直向下的匀强磁,场磁感应强度大小为B,将一长度为L的导体棒MN垂直放在导体框架上(导体棒两端均与框架接触),导体棒的电阻为r,今用一外力作用在导体棒上,使导体棒以速度v向右做匀速运动,导体棒与导体框架的接触始终良好且始终与导体框架垂直,则在整个运动过程中,下列说法正确的是( )
A.M、N两点间的电压为BLv
B.导体棒的热功率为
C.作用在导体棒上的外力大小为
D.流过定值电阻R的电流为由C到D
图甲是法拉第发明的人类历史上的第一台发电机,图乙是这个圆盘发电机的示意图:圆盘安装在水平铜轴上,它的边缘正好在两磁极之间,两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘接触,下列分折正确的是( )
A.因穿过铜盘的磁通量没有发生变化,故法拉第的第一台发电机不能发电
B.假若该发电机能发电,则图乙中R上的电流从下向上流动
C.图乙中流过R的是方向不断改变的交流电
D.设图乙中铜盘半径为r,匀强磁场大小为B,铜盘转动的角速度为ω,铜盘产生的电动势为E=Bωr2
质谱仪是分离和检测不同同位素的仪器,由静电分析器和磁分析器等组成的质谱仪如图所示。左侧静电分析器中有方向指向圆心O、与O点等距离处各点的场强大小相等的径向电场。右侧的磁分析器中分布着方向垂直于纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场,其左边界与静电分析器的右边界平行,两边界间距近似为零。从离子源射出的速度很小(可认为是零)。质量为m、电荷量为q的离子经加速电场加速后以速度v从M点射入静电分析器,沿半径为r0的四分之一圆弧轨道做匀速圆周运动,从N点水平射出进入磁分析器,最后打在竖直放置于磁分析器左边界的探测板上Q点(Q点未标出),不计离子重力和离子间的相互作用。
(1)求加速电场的电压和静电分析器中径向电场的电场强度大小;
(2)计算探测板上Q点到O点的距离和离子从M点到Q点的运动时间;
(3)若两种质量分别为m1和m2的同位素离子分别以速度v1和v2从N点射入右侧的磁分析器中,求两种离子打在探测板上的位置到N点的距离之比。
如图所示,BCDG是光滑绝缘的圆形轨道,位于竖直平面内,轨道半径为R,下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场中,现有一质量为m、带正电的小滑块(可视为质点)置于水平轨道上,滑块受到的电场力大小为3mg,滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5,若滑块从水平轨道上距离B点距离为s=4R的A点由静止释放(重力加速度为g)。求:
(1)滑块到达圆轨道最高点D点时的速度大小v0;
(2)滑块到达圆轨道最高点D点时受到轨道的作用力大小F。
如图所示为用直流电动机提升重物的装置,重物的重量为500N,电源电动势E=110V,电源内阻r=2Ω,不计各处摩擦,当电动机以v=0.80m/s的恒定速度向上提升重物时,电路中的电流I=5.0A。求:
(1)电动机消耗的总功率P总。
(2)电动机线圈的电阻R。