目前世界上正在研究的一种新型发电机叫做磁流体发电机,它可以把气体的内能直接转化为电能.如图4-10表示出了它的发电原理,将一束等离子体(即高温下电离的气体,含有大量带正电和负电的微粒,从整体来说呈中性),喷射入磁场,磁场中有两块金属板A、B,这时金属板就会聚集电荷,产生电压.
图4-10
(1)说明金属板上为什么会聚集电荷?
(2)设磁场为匀强磁场,方向如图4-10,磁感应强度为B,等离子体喷射入磁场时速度为v,方向与磁场方向垂直,极板间距离为d,试求极板间最大电压.
如图所示,两倾角分别为37°和53°的两个斜面体放置在水平面上,顶点对接于O点,并将它们固定,将一小球自斜面上的A点以大小为v0的速度水平抛出,恰好垂直打在斜面2上,已知A点到到O点的距离为L=1m,g取10m/s2,求v0大小。
如图所示,光滑水平面上方有垂直纸面向里、磁感应强度B="0.5" T 的匀强磁场,质量M="2" kg的平板小车以v0="4" m/s的速度在水平面上运动,将质量m="0.1" kg、电荷量q="0.2" C的绝缘小物块,无初速地放在小车的右端,小车足够长,与物块之间有摩擦,g取10 m/s2.求:
(1)物块的最大速度;
(2)小车的最小速度;
(3)产生的最大内能.
如图所示,在光滑的水平面上放着一个质量为M="0.3" kg的木块(可视为质点),在木块正上方1 m处有一个固定悬点O,在悬点O和木块之间用一根长为2 m的不可伸长的轻绳连接.有一个质量m="0.1" kg的子弹以80 m/s的速度水平射入木块并留在其中,之后木块绕O点在竖直平面内做圆周运动.g取10 m/s2.求:
(1)木块以多大速度离开水平地面?
(2)当木块到达最高点时轻绳对木块的拉力多大?
已知地球表面积为S,空气的平均摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为NA,大气压强为p0,写出地球周围大气层的空气分子数的表达式.若S=5.1×1014 m2,M=2.9×10-2 kg/mol,NA=6.0×1023 mol-1,p0=1.0×105 Pa,则地球周围大气层的空气分子数约为多少个?(取两位有效数字)
如图所示,匀强磁场的磁感应强度B="0.5" T,边长L="10" cm的正方形线圈abcd共100匝,线圈电阻r="1" Ω,线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动,角速度ω=2π rad/s,外电路电阻R="4" Ω.求:
(1)转动过程中感应电动势的最大值;
(2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60°角时的瞬时感应电动势;
(3)由图示位置转过60°角的过程中产生的平均感应电动势;
(4)交流电压表的示数;
(5)转动一周外力做的功.