(12分)有一个正方体形的匀强磁场和匀强电场区域,它的截面为边长L=0.20m的正方形,其电场强度为,磁感应强度
,磁场方向水平且垂直纸面向里,当一束质荷比为
的正离子流(其重力和离子间相互作用不计)以一定的速度从电磁场的正方体区域的左侧边界中点射入,如图所示。(计算结果保留两位有效数字)
(1)要使离子流穿过电场和磁场区域而不发生偏转,电场强度的方向如何?离子流的速度多大?
(2)在上一问的情况下,在离电场和磁场区域右边界D=0.40m处有与边界平行的平直荧光屏。若只撤去电场,离子流击中屏上a点;若只撤去磁场,离子流击中屏上b点。求ab间距离。(a,b两点图中未画出)
如图所示,在y>0的区域内有沿y轴正方向的匀强电场,在y<0的区域内有垂直坐标平面向里的匀强磁场。一电子(质量为m、电量为e)从y轴上A点以沿x轴正方向的初速度v0开始运动。当电子第一次穿越x轴时,恰好到达C点;当电子第二次穿越x轴时,恰好到达坐标原点。C点未在图中标出。已知A、C点到坐标原点的距离分别为d、2d。不计电子的重力。求
(1)电场强度E的大小;
(2)磁感应强度B的大小;
(3)电子从A运动到O经历的时间t.
如图所示,光滑导轨水平放置,导轨电阻不计,左端连接一个固定电阻。金属杆在恒力作用下由静止开始从AC位置向右运动,进入右侧第一个匀强磁场后立即作匀速直线运动,然后经过无磁场区域进入第二个匀强磁场区域,刚进入磁场再次作匀速直线运动。已知第一个匀强磁场的磁感应强度为第二个匀强磁场的磁感应强度的倍,DF、FH、HP间距离相同。求:
(1)金属杆第一次匀速与第二次匀速运动的速度之比?
(2)AD、FH的距离之比?
(3)第一次经过匀强磁场系统的生热量与第二次经过匀强磁场系统的生热量之比?
如图,线框用裸导线组成,cd、ef两边竖直放置且相互平行,裸导体ab水平放置并可沿cd、ef无摩擦滑动,而导体棒ab所在处为匀强磁场B2=2T,已知ab长L=0.1m,整个电路总电阻R=5。螺线管匝数n=4,螺线管横截面积S=0.1m2。在螺线管内有图示方向磁场B1,若
=10T/s均匀增加时,导体棒恰好处于静止状态,试求:(g=10m/s2):
(1)通过导体棒ab的电流大小?
(2)导体棒ab质量m为多少?
如图所示,两根平行金属导轨固定在水平桌面上,两导轨间的距离L 。有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面,已知磁感应强度B与时间t的关系为B =" K" t。在t=0时刻,一金属杆紧靠在导轨的端点P、Q,在外力作用下,杆以恒定的加速度a从静止开始向导轨的另一端滑动,在滑动过程中保持与导轨垂直,则在t 时刻闭合回路的感应电动势的大小为(用K、L、a、t表示)
有一起重机用的是直流电动机,如图所示,其内阻r=0.8Ω,线路电阻R=10Ω,电源电压U=150V,伏特表的示数为110V,求:
(1)通过电动机的电流;
(2)输入到电动机的功率P入;
(3)电动机的发热功率Pr,电动机输出的机械功率.