如图所示,矩形区域MNPQ内有水平向右的匀强电场;在y≥0的区域内还存在垂直于坐标平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B。半径为R的光滑绝缘空心半圆细管ADO固定在竖直平面内,半圆管的一半处于电场中,圆心O1为MN的中点,直径AO垂直于水平虚线MN。一质量为m、电荷量为q的带正电小球(可视为质点)从半圆管的A点由静止滑入管内,从O点穿出后恰好通过O点正下方的C点。已知重力
加速度为g,电场强度的大小
。求:
(1)小球到达O点时,半圆管对它作用力的大小;
(2)从O点开始计时,经过多长时间小球运动到C点;
(3)矩形区域MNPQ的高度H和宽度L应满足的条件;
(4)符加题:(可做可不做)从O点开始计时,经过多长时间小球的动能最小?
足够长的竖直光滑金属平行导轨宽1m,放在B=0.4T的水平匀强磁场中,如图连接,电池的电动势E=13V,内阻r=0.1,金属杆ab的质量m=0.2kg,在杆的中点用细绳系一球,其质量M=1kg,密度为ρ=5g/
.电阻R=0.3
,其余电阻不计.开始球全浸在足够深的水中,不计水的阻力,取g=10m/
.当k闭合后,问:
①球在水中如何运动?其稳定速度多大?
②当球出水后,又如何运动?其稳定速度多大?
如图所示,在磁感强度为B=T、方向竖直向下的匀强磁场中,放一个由导线组成的线框abcd,其中ab长0.4m,bc长0.4m,ab这段导线的质量为100g,bc、ad导线的质量忽略不计,线框回路的总电阻为0.16Ω,线框可绕固定不动的cd边转动,已知线框abcd从与cd在同一水平面内开始释放,经过0.4s转到最低位置
求ab到达最低位置时线框中的电流的瞬时值.
如图所示,一矩形线圈面积为400、匝数为100匝,绕线圈的中心轴
以角速度
匀速转动,匀强磁场磁感强度为
T,转动轴与磁感线垂直。线圈电阻为1Ω,
=3Ω,
=6Ω,
=12Ω,其余电阻不计,电键S断开。当线圈转到线圈平面与磁感线平行时,所受磁场力的力矩为16N·m,求:
(1)线圈转动的角速度ω。
(2)感应电动势的最大值。
(3)电键S闭合后,线圈的输出功率。
如图所示为足够长的光滑斜面导轨MM'和NN',斜面的倾角θ=30°,导轨相距为d,上端M和N用导线相连,并处于垂直斜面向上的均匀磁场中,磁场的磁感强度的大小随时间t的变化规律为=kt,其中k为常数。质量为m的金属棒ab垂直导轨放在M、N附近,从静止开始下滑,通过的路程为L时,速度恰好达到最大,此时磁场的磁感强度的大小为
.设金属棒的电阻为R,导轨和导线的电阻不计。求:
(1)金属棒达到的最大速度.
(2)金属棒从静止开始下滑L的过程中所产生的热量。
如图,半径为R的金属圆环,处于磁感强度为B,方向垂直于环平面的匀强磁场中,一根金属杆ab在圆环上沿圆环平面在拉力的作用下以速度v匀速向右运动。设金属圆环和杆的单位长度的电阻均为,当ab滑至图示位置时,求拉力的瞬时功率P=?