如图所示,固定的水平光滑金属导轨,间距为L,左端接有阻值为R的电阻,处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中,质量为m的导体棒与固定弹簧相连,放在导轨上,导轨与导体棒的电阻均可忽略。初始时刻,弹簧恰处于自然长度,导体棒具有水平向右的初速度v0,在沿导轨来回往复运动的过程中,导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。
(1)求初始时刻导体棒受到的安培力。
(2)若导体棒从初始时刻到速度第一次为零时,弹簧的弹性势能为Ep,则这一过程中安培力所做的功W为多少?
(3)导体棒来回往复运动,最终将静止于何处?从导体棒开始运动直到最终静止的过程中,电阻R上产生的焦耳热Q为多少?
把一根长为的直导线垂直磁感线方向放入如图所示的匀强磁场中.试问:
(1)如a图所示:当导线中通以自A向B的电流时,导线受到的安培力大小为
,该磁场的磁感应强度B的大小为多少?
(2)如b图所示:若把该导线在平面内从中点折成,自A向B通以
的电流,试求此时导线所受安培力F的大小,并在图中画出安培力的方向。
边长为、
匝的正方形线圈,处在如图所示的磁场内(线圈右边的电路中没有磁场),磁感应强度随时间t变化的规律是
,R = 3Ω,线圈电阻r = 1Ω,求:通过R的电流大小和方向。
如图所示,BCDG是光滑绝缘的圆形轨道,位于竖直平面内,轨道半径为R,下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场中.现有一质量为m、带正电的小滑块(可视为质点)置于水平轨道上,滑块受到的电场力大小为
mg,滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.5,重力加速度为g.
(1)若滑块从水平轨道上距离B点s=3R的A点由静止释放,滑块到达与圆心O等高的C点时速度为多大?
(2)在(1)的情况下,求滑块到达C点时受到轨道的作用力大小;
(3)改变s的大小,使滑块恰好始终沿轨道滑行,且从G点飞出轨道,求滑块在圆轨道上滑行过程中的最小速度大小.
如图所示,在空间中取直角坐标系oxy,在第一象限内平行于y轴的虚线MN与y轴距离为d=4cm,从y轴到MN之间的区域充满一个沿y轴正方向的匀强电场,场强大小为E=375V/m.初速度可以忽略的带负电粒子经过另一个电势差为U=10V的电场加速后,从y轴上的A点以平行于x轴的方向射入第一象限区域, OA的距离h=4.5cm.已知带电粒子的比荷为,带电粒子的重力忽略不计,求:
(1)带电粒子从A点进入电场到离开该电场区域所经历的时间t和离开电场区域时的速率v;
(2)带电粒子经过x轴时离坐标原点O的距离l.
如图所示,A为电解槽,M为电动机,N为电炉子,恒定电压U=12 V,电解槽内阻rA=2 Ω,当K1闭合,K2、K3断开时,A示数6 A;当K2闭合,K1、K3断开时,A示数5 A,且电动机输出功率为35 W;当K3闭合,K1、K2断开时,A示数为4 A.求:
(1)电炉子的电阻及发热功率各多大?
(2)电动机的内阻是多少?
(3)在电解槽工作时,电能转化为化学能的功率为多少?