如图所示的电路中,电源电动势E=6V,内阻,电阻
,
,电容器的电容C=3.6μF,二极管D具有单向导电性,开始时,开关S1闭合,S2断开.
(1)合上S2,待电路稳定以后,求电容器C上电量变化了多少?
(2)合上S2,待电路稳定以后再断开S1,求断开S1后流过的电量是多少?
1932年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器,巧妙地利用带电粒子在磁场中的运动特点,解决了粒子的加速问题。现在回旋加速器被广泛应用于科学研究和医学设备中。
某型号的回旋加速器的工作原理如图甲所示,图乙为俯视图。回旋加速器的核心部分为D形盒,D形盒装在真空容器中,整个装置放在电磁铁两极之间的磁场中,磁场可以认为是匀强磁场,且与D形盒盒面垂直。两盒间狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计。质子从粒子源A处进入加速电场的初速度不计,从静止开始加速到出口处所需的时间为t。已知磁场的磁感应强度为B,质子质量为m、电荷量为+q,加速器接一定频率高频交流电源,其电压为U。不考虑相对论效应和重力作用。求:
(1)质子第1次经过狭缝被加速后进入D形盒运动轨道的半径r1;
(2)D形盒半径为R;
(3)试推理说明:质子在回旋加速器中运动时,随轨道半径r的增大,同一盒中相邻轨道半径之差是增大、减小还是不变?
如图所示,质量为m的由绝缘材料制成的球与质量为M=19m的金属球并排悬挂,摆长相同,均为l。现将绝缘球拉至与竖直方向成θ=60°的位置自由释放,摆至最低点与金属球发生弹性碰撞。在平衡位置附近存在垂直于纸面的磁场,已知由于磁场的阻尼作用,金属球总能在下一次碰撞前停在最低点处,重力加速度为g。求:
(1)第一次碰撞前绝缘球的速度v0;
(2)第一次碰撞后绝缘球的速度v1;
(3)经过几次碰撞后绝缘球偏离竖直方向的最大角度将小于37°
(你可能用到的数学知识:sin37°=0.6,cos37°=0.8,0.812=0.656,0.813=0.531,0.814=0.430,0.815=0.349,0.816=0.282)
如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为l=0.5m,其电阻不计,两导轨及其构成的平面均与水平面成30º角。完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置,每棒两端都与导轨始终有良好接触,已知两棒质量均为m=0.02kg,电阻均为R=0.1Ω,整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.2T,棒ab在平行于导轨向上的力F作用下,沿导轨向上匀速运动,而棒cd恰好能够保持静止。g取10m/s2,求:
(1)通过棒cd的电流I的大小; (2)棒ab受到的力F的大小; (3)棒ab运动速度的大小。
如图所示,AB为水平轨道,A、B间距离s=2m,BC是半径为R=0.40m的竖直半圆形光滑轨道,B为两轨道的连接点,C为轨道的最高点。一小物块以vo=6m/s的初速度从A点出发,经过B点滑上半圆形光滑轨道,恰能经过轨道的最高点,之后落回到水平轨道AB上的D点处。g取10m/s2,求:
(1)落点D到B点间的距离;
(2)小物块经过B点时的速度大小;
(3)小物块与水平轨道AB间的动摩擦因数。
一个匝数为1 000的金属圈所包围的面积为0.25 m 2 的闭合线圈平面与均匀分布的磁场的磁感线的方向垂直,该磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图所示.画出0—4×10 -2 s内的感应电动势的图象,标明感应电动势的大小.