相距L=1.5m的足够长金属导轨竖直放置,质量为m1=1.0kg的金属棒ab和质量为m2=0.27kg的金属棒cd均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上,如图(a)所示,虚线上方磁场方向垂直纸面向里,虚线下方磁场方向竖直向下,两处磁场磁感应强度大小相同。ab棒光滑,cd棒与导轨间动摩擦因数为μ=0.75,两棒总电阻为R=1.8Ω,导轨电阻不计。ab棒在方向竖直向上,大小按图(b)所示规律变化的外力F作用下,从静止开始,沿导轨匀加速运动,同时cd棒也由静止释放。取重力加速度g=10m/s2。
(1)求出磁感应强度B的大小和ab棒加速度大小;
(2)已知在2 s内外力F做功40 J,求这一过程中两金属棒产生的总焦耳热;
(3)判断cd棒将做怎样的运动,求出cd棒达到最大速度所需的时间t0,并在图(c)中定性画出cd棒所受摩擦力fcd随时间变化的图象。
如图所示,在
平面直角坐标系中,直线
与
轴成30°角,
点的坐标为(
,0),在
轴与直线
之间的区域内,存在垂直于
平面向里磁感强度为
的匀强磁场.均匀分布的电子束以相同的速度
从
轴上
的区间垂直于
轴和磁场方向射入磁场.己知从
轴上
点射入磁场的电子在磁场中的轨迹恰好经过
点,忽略电子间的相互作用,不计电子的重力.
(1)电子的比荷(
);
(2)有一电子,经过直线MP飞出磁场时,它的速度方向平行于y轴,求该电子在y轴上的何处进入磁场;(3)若在直角坐标系
的第一象限区域内,加上方向沿
轴正方向大小为
的匀强电场,在
处垂直于
轴放置一平面荧光屏,与
轴交点为
,求:从O点上方最远处进入电场的粒子打在荧光屏上的位置。
如图甲是质谱仪的工作原理示意图.图中的A容器中的正离子从狭缝S1以很小的速度进入电压为U的加速电场区(初速度不计)加速后,再通过狭缝S2从小孔G垂直于MN射入偏转磁场,该偏转磁场是以直线MN为上边界、方向垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B,离子最终到达MN上的H点(图中未画出),测得G、H间的距离为d,粒子的重力可忽略不计。试求:

(1)该粒子的比荷
(2)若偏转磁场为半径为的圆形区域,且与MN相切于G点,如图乙所示,其它条件不变,仍保证上述粒子从G点垂直于MN进入偏转磁场,最终仍然到达MN上的H点,则圆形区域中磁场的磁感应强度与B之比为多少?
如图所示的电路中,电阻
,
,电源的电动势E=12V,内电阻r=1Ω,理想电流表A的读数I=0.4A。求:
(1)电阻
的阻值
(2)电源的输出功率
(3)电源的效率
竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场.其电场强度为E,在该匀强电场中,用绝缘丝线悬挂质量为m的带电小球,丝线跟竖直方向成θ=30o角时小球恰好平衡,且此时与右板的距离为b,如图所示.已知重力加速度为g,求:
(1)小球带电荷量是多少?
(2)若剪断丝线,小球碰到金属板需多长时间?
如图所示,气缸内装有一定质量的气体,气缸的截面积为
,其活塞为梯形,它的一个面与气缸成
角,活塞与器壁间的摩擦忽略不计,现用一水平力
推活塞,汽缸不动,此时大气压强为
,求气缸内气体的压强
.