曾经流行过一种向自行车车头灯供电的小型交流发电机,图1结构图中,N、S是一对固定的磁极,abcd为固定在转轴上的矩形线框,转轴过bc边并与ab边平行,它的一端有一半径r0=1.0cm的摩擦小轮,小轮与自行车车轮的边缘接触,如图2所示。当车轮转动时,因摩擦而带动小轮转动,从而使线框在磁极间转动线框由N=800匝导线圈组成,每匝线圈的面积S=20cm2,磁极间磁场可视匀磁场,磁感强度B=0.010T,自行车车轮的半径R1=35.0cm,小齿轮的半径R2=4.0cm齿轮的半径R3=10.0cm(见图2)。现从静止开始大齿轮加速转动,问大齿轮的角速度为多大才能使发电机输出电压的有效值U=3.2V。(假定摩擦小轮与自行车车轮之间无相对滑动)
如图,靠正电荷导电的矩形薄片长l=4.0×10-2m,高h=1.0×10-2m;匀强磁场垂直于薄片向外,磁感应强度B=2.0T.若P、Q间通入I=3.0A电流后,M、N间产生稳定的电势差,薄片内正电荷定向移动的平均速率v=5.0×10-4m/s。
(1)求矩形薄片受的安培力大小
(2)判断M、N电势的高低并求出M、N间的电压。
(如图所示,在光滑水平地面上有一质量为2m的长木板,其左端放有一质量为m的重物(可视为质点),重物与长木板之间的动摩擦因数为。开始时,长木板和重物都静止,现在给重物以初速度v0,设长木板撞到前方固定的障碍物前,长木板和重物的速度已经相等。已知长木板与障碍物发生弹性碰撞,为使重物始终不从长木板上掉下来,求长木板的长度L至少为多少?(重力加速度为g)
一棱镜的截面为直角三角形ABC,∠A=30o,斜边AB=a。棱镜材料的折射率为。在此截面所在的平面内,一条光线以45o的入射角从AC边的中点M射入棱镜(如图所示)。画出光路图,并求光线从棱镜射出的点的位置(不考虑光线沿原来路返回的情况)。
如图所示,圆柱形气缸A中用质量为2m的活塞封闭有一定质量的理想气体,温度为27℃,气缸中的活塞通过滑轮系统悬挂一质量为m的重物,稳定时活塞与气缸底部距离为h,现在重物m上加挂质量为的小物体,已知大气压强为p0,活塞横截面积为S,
,不计一切摩擦,求当气体温度升高到37℃且系统重新稳定后,重物m下降的高度。
如图甲所示,x轴正方向水平向右,y轴正方向竖直向上。在xoy平面内有与y轴平行的匀强电场,在半径为R的圆形区域内加有与xoy平面垂直的匀强磁场。在坐标原点O处放置一带电微粒发射装置,它可以连续不断地发射具有相同质量m、电荷量q(q>0)和初速度为的带电微粒。(已知重力加速度g)
(1)当带电微粒发射装置连续不断地沿y轴正方向发射这种带电微粒时,这些带电微粒将沿圆形磁场区域的水平直径方向离开磁场,并继续沿x轴正方向运动。求电场强度E和磁感应强度B的大小和方向。
(2)调节坐标原点处的带电微粒发射装置,使其在xoy平面内不断地以相同速率v0沿不同方向将这种带电微粒射入第Ⅰ象限,如图乙所示。现要求这些带电微粒最终都能平行于x轴正方向运动,则在保证电场强度E和磁感应强度B的大小和方向不变的条件下,求出符合条件的磁场区域的最小面积。