两根平行的光滑金属导轨位于水平面内,相距为L=0.5m。导轨的左端接有阻值为R=0.30Ω的电阻,一质量为m =2kg的金属杆垂直放在导轨上,金属杆的电
阻r =0.20Ω,导轨电阻不
计,在x ≥0一侧存在一与水平面垂直的匀强磁场,磁感应强度B=1T,当金属杆以v0=4m/s的初速度进入磁场的同时,受到一个水平向右的外力作用,
且外力的功率恒为18W,经过2s金属杆达到最大速度,求
①在速度为5m/s时,金属杆的加速度;
②金属杆达到的最大速度vm;
③在这2s内回路产生的热量。
.(18分)如图所示,xoy平面内,在y轴左侧某区域内有一个方向竖直向下,水平宽度为l=×10-2m,电场强度为E=1.0×104N/C的匀强电场.在y轴右侧有一个圆心位于x轴上,半径为r=0.01m的圆形磁场区域,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度B=0.01T,在坐标为x0=0.04m处有一垂直于
轴的面积足够大的荧光屏PQ。今有一束带正电的粒子从电场左侧沿+x方向射入电场,穿出电场时恰好通过坐标原点,速度大小为v=2×106m/s方向与x轴成30°角斜向下.若粒子的质量m=1.0×10-20kg,电量为q=1.0×10-10C,试求:
(1)粒子射入电场时的位置坐标和初速度;
(2)若圆形磁场可沿轴移动,圆心O’在x轴上的移动范围为[0.01,+∞),由于磁场位置的不同,导致该粒子打在荧光屏上的位置也不同,试求粒子打在荧光屏上的范围。
如图所示,一上表面光滑的木箱宽L=1 m、高h=3.2 m、质量M=8 kg。木箱在水平向右的恒力F=16N作用下,以v0=3m/s在水平地面上做匀速运动。某时刻在木箱上表面的左端滑上一质量m=2 kg,速度也为3m/s的光滑小铁块(视为质点),重力加速度g取10 m/s2。求:
(1)小铁块刚着地时与木箱右端的距离x;
(2)若其它条件均不变,木箱宽L/至少为多长,小铁块刚着地时与木箱右端的距离最远?
如图所示的电路中,U=12V,滑动变阻器AB的总电阻为R=42Ω,现要使标有“6V 1.8W”的灯泡L正常发光,那么A、P间的电阻RAP应为多少?此时整个滑动变阻器上消耗的电功率多大?
如图所示,一质量为m、电量为q的带电粒子,以速度v沿平行于板面的方向射入电场中。极板间的电压为U,板长为L,板间距离为d。若不计带电粒子的重力,求带电粒子射出电场时
(1)侧向位移的大小
(2)速度的大小与方向
(13分)如图所示,水平放置的平行板电容器极板间距离为d,加的电压为U0,上极板带正电。现有一束微粒以某一速度垂直于电场方向沿中心线OO′射入,并能沿水平方向飞出电场。当电压升高到U1时,微粒可以从距M板处飞出电场。求:
(1)带电微粒的比荷(q/m)是多少?带何种电荷?
(2)要使微粒束能从距N板处飞出电场,则所加的电压U2应为多少?