如题25图所示,固定的倾角为= 450、间距为L的光滑金属直杆ce和c'e'与半径为r的竖直光滑绝缘圆弧轨道abc和a'b'c'分别相切于c和c'点,两切点与对应圆心连线与竖直方向夹角也为
= 450,a点和a' 点分别是两圆弧竖直最高点,e点和e'点间用导线连接阻值为R的电阻,在两直杆间cc'和dd'平面区域内有与其垂直的磁场(图中未画出),磁感应强度分布B = B0 sin(
),式中x为沿直杆向下离开边界dd'的距离,且
.现
有一长度为L、电阻为R的导体棒在外力F(图中来画出)作用下,以速度v0从磁场边界dd'沿直杆向下匀速通过磁场,到达边界cc'时撤去外力F,导体棒能沿圆弧轨道恰好通过最高处aa' 金属杆电阻、空气阻力不计,重力加速度为g.试求:
(1)导体棒恰好通过圆弧轨道最高处aa' 时的速度大小v;
(2)导体棒匀速运动时的速度v0;
(3)导体棒通过磁场过程中,导体棒上增加的内能.
如图所示,一个质量为m,带q(q >0)电量的粒子在BC边上的M点以速度v垂直于BC边飞入正三角形ABC。为了使该粒子能在AC边上的N点垂直于AC边飞出该三角形,可在适当的位置加一个垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场。若此磁场仅分布在一个也是正三角形的区域内,且不计粒子的重力,试求:
(1)画出正三角形区域磁场的边长最小时的磁场区域及粒子运动的轨迹;
(2)该粒子在磁场里运动的时间t;
(3)该正三角形区域磁场的最小边长。
飞行时间质谱仪可对气体分子进行分析。如图所示,在真空状态下,脉冲阀P喷出微量气体,经激光照射产生电荷量为q、质量为m的正离子,自a板小孔进入a、b间的加速电场,从b板小孔射出,沿中线方向进入M、N板间的偏转控制区,到达探测器。已知a、b板间距为d,极板M、N的长度和间距均为L。不计离子重力及进入a板时的初速度。
(1)当a、b间的电压为U1,在M、N间加上适当的电压U2,使离子到达探测器。求离子到达探测器的全部飞行时间。
(2)为保证离子不打在极板上,试求U2与U1的关系。
如图所示空间分为Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ三个足够长的区域,各边界面相互平行,其中Ⅰ、Ⅱ区域存在匀强电场EI=1.0×104 V/m,方向垂直边界面竖直向上;EⅡ=×105 V/m,方向水平向右,Ⅲ区域磁感应强度B=5.0 T,方向垂直纸面向里,三个区域宽度分别为d1=5.0 m,d2=4.0 m,d3=10
m。一质量m=1.0×10-8 kg、电荷量q=1.6×10-6C的粒子从O点由静止释放,粒子重力忽略不计。求:
(1)粒子离开区域Ⅰ时的速度大小;
(2)粒子从区域Ⅱ进入区域Ⅲ时的速度方向与边界面的夹角;
(3)粒子从O点开始到离开Ⅲ区域时所用的时间。
如图是有两个量程的电流表,当使用a、b两个端点时,量程为3A,当使用a、c两个端点时,量程为0.6A。已知表头的内阻Rg为200Ω,满偏电流Ig为2mA,求电阻R1、R2的值。
如图所示,在匀强电场中,有A、B两点,它们间距为2cm,两点的连线与场强方向成60°角。将一个电量为−2×10−5C的电荷由A移到B,其电势能增加了0.1J。则:
(1)在此过程中,电场力对该电荷做了多少功?
(2)A、B两点的电势差UAB为多少?
(3)匀强电场的场强为多大?