如图所示,两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L=1m,导轨平面与水平面成
=30°角,上端连接
的电阻.质量为m=0.2kg、阻值
的金属棒ab放在两导轨上,与导轨垂直并接触良好,距离导轨最上端d=4m,整个装置处于匀强磁场中,磁场的方向垂直导轨平面向上.
(1)若磁感应强度B=0.5T,将金属棒释放,求金属棒匀速下滑时电阻R两端的电压;
(2)若磁感应强度的大小与时间成正比,在外力作用下ab棒保持静止,当t=2s时外力恰好为零.求ab棒的热功率;
(3)若磁感应强度随时间变化的规律是
,在平行于导轨平面的外力F作用下ab棒保持静止,求此外力F的大小范围.
一束电子从静止开始经加速电压U1加速后,以水平速度射入水平放置的两平行金属板中间,如图所示,金属板长为L1,两板距离为d,竖直放置的荧光屏距金属板右端为L2.若在两金属板间加直流电压U2时,光点偏离中线与荧光屏交点O,打在荧光屏上的P点,求
.
(1)分析上述结果中
的决定因素;
(2)若
、
、
也从静止开始经过上述电场,则三种粒子打在荧光屏上的哪个位置;
(3)若
、
、
三种粒子以相同的初速度进入上述偏转电场,比较三种粒子打在荧光屏上的位置;
如图所示,在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4 m,质量为6×10-2kg的通电直导线,电流强度I=1 A,方向垂直于纸面向外,导线用平行于斜面的轻绳拴住不动,整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4 T,方向竖直向上的磁场中.设t=0时,B=0,则需要多长时间,斜面对导线的支持力为零?(g取10 m/s2)
两平行金属板间所加电压随时间变化的规律如图所示,大量质量为
、带电量为
的电子由静止开始经电压为
的电场加速后连续不断地沿两平行金属板间的中线射入,若两板间距恰能使所有电子都能通过,且两极长度使每个电子通过两板均历时
,电子所受重力不计,试求:
(1)电子通过两板时侧向位移的最大值和最小值。
(2)侧向位移最大和最小的电子通过两板后的动能之比。
如图所示的平面直角坐标系
,在第一象限内有平行于
轴的匀强电场,方向沿
轴负方向;在第四象限的正方形
区域内有匀强磁场,方向垂直于
平面向外,正方形边长为L,且
边与
轴平行。一质量为
、电荷量为
的粒子,从
轴上的
点,以大小为
的速度沿
轴正方向射入电场,通过电场后从
轴上的
点进入磁场,最后从
点离开磁场,且速度方向与
边成
角,不计粒子所受的重力,求:
(1)判断粒子带电的电性,并求电场强度E的大小;
(2)粒子到达
点时速度
的大小和方向;
(3)求
区域内磁场的磁感应强度B。
如图所示的电路中,两平行金属板A、B水平放置,两板间的距离
。电源电动势
,内电阻
,电阻
,闭合开关S,待电路稳定后,将一带正电的小球从B板小孔以初速度
竖直向上射入两板间。若小球带电量为
,质量为
,不考虑空气阻力。(
)求:
(1)滑动变阻器接入电路的阻值为多大时,小球恰能到达A板?
(2)此时电源的输入功率为多大?