如图,两根足够长的平行金属导轨由倾斜和水平两部分平滑(图中未画出)连接组成,导轨间距L=1m,倾角θ=450,水平部分处于磁感强度B=1T的匀强磁场中磁场方向竖直向上,磁场左边界MN与导轨垂直。金属棒ab质量m1=0.2kg,电阻R1=1Ω,金属棒cd质量m2=0.2kg,电阻R2=3Ω,导轨电阻不计,两棒与导轨间动摩擦因数μ=0.2。开始时,棒ab放在斜导轨上,与水平导轨高度差h=1m,棒cd放在水平导轨上,距MN距离为S0。两棒均与导轨垂直,现将ab棒由静止释放,取g=10m/s2,求:⑴棒ab运动到MN处的速度大小;⑵棒cd运动的最大加速度;⑶若导轨水平部分光滑,要使两棒不相碰,棒cd距离MN的最小距离S0。
如图甲所示,竖直挡板MN的左侧空间有方向竖直向上的匀强电场和垂直纸面的水平匀强磁场,电场和磁场的范围足够大,电场强度的大小,磁感应强度B随时间
变化的关系图象如图乙所示,选定磁场垂直纸面向里为正方向,在
时刻,一质量
,带电荷量
的微粒在O点具有竖直向下的速度
是挡板MN上一点,直线
与挡板MN垂直,取
。求:
⑴微粒下一次经过直线时到O点的距离。
⑵微粒在运动过程中离开直线的最大距离。
⑶水平移动挡板,使微粒能垂直射到挡板上,挡板与O点间距离应满足的条件。
中央电视台曾经推出过一个游戏节目——推矿泉水瓶.选手们从起点开始用力推瓶一段时间后,放手让瓶向前滑动,若瓶最后停在桌上有效区域内视为成功,若瓶最后不停在有效区域内或在滑行过程中倒下均视为失败.其简化模型如图所示,AC是长度为L1=5m的水平桌面,选手们可将瓶子放在A点,从A点开始用一恒定不变的水平推力推瓶,BC为有效区域.已知BC长度为L2=1m,瓶子质量为m="0.5" kg,瓶子与桌面间的动摩擦因数μ=0.4.某选手作用在瓶子上的水平推力F=20N,瓶子沿AC做直线运动,(g取10m/s2)假设瓶子可视为质点,那么该选手要想游戏获得成功,试问:
⑴推力作用在瓶子上的时间最长不得超过多少?
⑵推力作用在瓶子上的距离最小为多少?
如图所示,电子自静止开始经M、N板间的电场加速后从A点垂直于磁场边界射入宽度为d的匀强磁场中,两板间的电压为U,电子离开磁场时的位置P偏离入射方向的距离为L,在距离磁场边界S处有屏幕N, 电子射出磁场后打在屏上。(已知电子的质量为m,电荷量为e)求:
(1)电子进入磁场的速度大小
(2)匀强磁场的磁感应强度
(3)电子打到屏幕上的点距中心O点的距离是多少?
如图所示,真空中有以O′为圆心,r为半径的圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度为B。圆的最下端与x轴相切于直角坐标原点O,圆的右端与平行于y轴的虚线MN相切,在虚线MN右侧x轴上方足够大的范围内有方向竖直向下、场强大小为E的匀强电场,在坐标系第四象限存在方向垂直纸面向里、磁感应强度大小也为B的匀强磁场,现从坐标原点O沿y轴正方向发射速率相同的质子,质子在磁场中做半径为r的匀速圆周运动,然后进入电场到达x轴上的C点。已知质子带电量为+q,质量为m,不计质子的重力、质子对电磁场的影响及质子间的相互作用力。求:
(1)质子刚进入电场时的速度方向和大小;
(2)OC间的距离;
(3)若质子到达C点后经过第四限的磁场后恰好被放在x轴上D点处(图上未画出)
的一检测装置俘获,此后质子将不能再返回电场,则CD间的距离为多少。
(12分)发电机转子是100匝,边长为20cm的正方形线圈,将它置于B=0.05T的匀强磁场中,绕着垂直于磁场方向的轴以rad/s的角速度转动,转动开始时线圈平面与磁场方向垂直,已知线圈的电阻为2
,外电路的电阻为8
,试求:
(1)交变电流的瞬时表达式?
(2)外电路上所消耗的功率?
(3)从计时开始,线圈转过的过程中,通过外电阻的电量?