(13分)如图6所示,固定的竖直光滑金属导轨间距为,上端接有阻值为
的电阻,处在方向水平、垂直导轨平面向里的磁感应强度为
的匀强磁场中,质量为
的导体棒与下端固定的竖直轻质弹簧相连且始终保持与导轨接触良好,导轨与导体棒的电阻均可忽略,弹簧的劲度系数为
。初始时刻,弹簧恰好处于自然长度,使导体棒以初动能
沿导轨竖直向下运动,且导体棒在往复运动过程中,始终与导轨垂直。
(1)求初始时刻导体棒所受安培力的大小;
(2)导体棒往复运动一段时间后,最终将静止。设静止时弹簧的弹性势能为
,则从初始时刻到最终导体棒静止的过程中,电阻
上产生的焦耳热
为多少?
如图所示小孩和雪橇的总质量,大人用与水平方向成
角斜向上拉力F拉雪橇,使雪橇沿水平地面以
速度做匀速直线运动。已知雪橇与水平地面的动摩擦因数
。(
,
,取
)求:
(1)拉力F的大小;
(2)拉力F撤消后雪橇还能滑行多远?
如图所示,竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B0=1T,并且以的变化率在增加,光滑的水平导轨宽为d=0.8m,电阻不计,在导轨上L=1m处有一导体棒ab,其电阻r=0.2Ω,并用水平细线通过定滑轮吊着质量为M=2kg的重物,固定电阻R=0.8Ω,求经过多长时间重物将被提起。(g取10m/s2)
如图所示,在光滑绝缘的水平面上有一个用一根均匀导体围成的正方形线框abcd,其边长为L,总电阻为R,放在磁感应强度为B.方向竖直向下的匀强磁场的左边,图中虚线MN为磁场的左边界。线框在大小为F的恒力作用下向右运动,其中ab边保持与MN平行。当线框以速度v0进入磁场区域时,它恰好做匀速运动。在线框进入磁场的过程中,
(1)线框的ab边产生的感应电动势的大小为E 为多少?
(2)求线框A.b两点的电势差。
(3)求线框中产生的焦耳热。
如图所示的电路中,电源的电动势E="80" V,内电阻r=2Ω,R1=4Ω,R2为滑动变阻器.问:
(1)R2阻值为多大时,它消耗的功率最大?
(2)如果要求电源输出功率为600 W,外电路电阻R2应取多少?此时电源效率为多少?
(3)该电路中R2取多大时,R1上功率最大?
图中MN表示真空室中垂直于纸面的平板,它的一侧有匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度大小为B.一质量为m的带电粒子从平板上狭缝O处以垂直于平板的初速v垂直射入磁场区域,最后到达平板上的P点。已知B.v以及P到O的距离L,不计重力,求:
(1)该带电粒子的电性
(2)此粒子的电荷量.