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?
现有电动势E0=1.5V、内阻r0=1.0的电池多节,准备用几节这样的电池串联起来对一个“6.0V,0.6W”的用电器供电,以保证用电器在额定状态下工作。问:最少要用几节这种电池?电路还需要一个定值电阻做分压用,请计算这个电阻的阻值。(串联电池组的电动势等于各个电池的电动势之和;串联电池组的内阻等于各个电池内阻之和)
(10分)下面是一个示波管工作原理图,初速度为零的电子经电压为U1的电场加速后垂直进入偏转电场,两平行板间的距离为d,板长L1,偏转电压为U2。S为屏,与极板垂直,到极板的距离L2。已知电子电量e,电子质量m。不计电子所受的重力。
(1)电子进入偏转电场的速度v0是多少?
(2)电子离开偏转电场时的偏转量y1为多少? (用U1、U2、d、L1表示)
(3)电子到达屏S上时,它离O点的距离y是多少?(用U1、U2、d、L1、L2表示)
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A、B两列火车在同一轨道上同向行驶, A在前, 速度为vA=10m/s, B车在后速度 vB=30m/s. 因大雾能见度低, B车在距A车500m时, 才发现前方有A车. 这时B车立即刹车, 但要经过1800m B车才能停止. 问: A车若仍按原速前进, 两车是否会相撞? (写出具体过程)
消防队员在某高楼进行训练,他要从距地面高h=34.5m处的一扇窗户外沿一条竖直悬挂的绳子由静止开始滑下,在下滑过程中,他先匀加速下滑,加速度大小为a1=6m/s2,紧接着再匀减速下滑,加速度大小为a2=3m/s2,滑至地面时速度为安全速度v=3m/s。求:
(1)消防队员沿绳滑至地面所用的总时间t。
(2)消防队员下滑过程中的最大速度。
如图所示,相距为l=1 m的光滑平行金属导轨水平放置,一部分处在垂直于导轨平面的匀强磁场中,OO′是磁场的边界,磁感应强度为B=0.5 T,导轨左端接有定值电阻R=0.5 Ω,导轨电阻忽略不计,在磁场边界OO′处垂直于导轨放置一根质量为m=1 kg、电阻也为0.5 Ω的金属杆ab,
(1)若ab杆在恒力F=2 N的作用下,从OO′边界由静止开始向右运动,通过x=1 m的距离到达cd位置时获得v1=1 m/s的速度,若不考虑整个装置向外的电磁辐射,求此过程中外接电阻上产生的热量Q和到达cd时导体棒的加速度a;(2)若使ab杆从边界OO′处由静止开始做加速度为a=2 m/s2的匀加速直线运动,请你写出所施加的外力F与时间t的关系式;当ab杆通过x=1 m的距离到达cd位置时,求外力的瞬时功率.