一矩形线圈,在匀强磁场中绕垂直磁感线的对称轴转动,形成如图16所示的交变电动势图象,试根据图象求出:
(1)线圈转动的角速度;
(2)电动势的有效值;
(3)t = 1.0×10−2s时,线圈平面和磁场方向的夹角。
带电量q=6.4×10-19C、质量m=1.6×10-25kg的初速度为零的粒子,经电压U0=200V的加速电场加速后,沿垂直于电场线方向进入E=1.0×103V/m的均匀偏转电场。已知粒子在穿越偏转电场过程中沿场强方向的位移为5cm,不计粒子所受重力,求:
(1)带电粒子进入电场时的速度v0
(2)偏转电场的宽度l
(3)带电粒子离开电场时的速度大小和方向(用与初速度夹角的正切值来表示)
如图所示,R为电阻箱,V为理想电压表。闭合开关,当电阻箱读数为R1=2Ω时,电压表读数为U1=4V;当电阻箱读数为R2=5Ω时,电压表读数为U2=5V,求:
(1)电源的电动势E和内阻r
(2)当电阻箱R读数为多少时,电源的输出功率最大?最大值Pm为多少?
如图甲所示正方形金属线框abcd,边长L=2.5m、质量m=0.5kg、各边电阻均为1Ω。其水平放置在光滑绝缘的水平面上,它的ab边与竖直向上的匀强磁场边界MN重合,磁场的磁感应强度B=0.8T。现在水平拉力F作用下由静止开始向左运动,经过5s线框被拉出磁场。测得金属线框的速度随时间变化的图象vt—t如乙图所示,在金属线框被拉出磁场的过程中。求:
(1)4s末线框cd边的电压大小
(2)4s末水平拉力F的大小
(3)已知在这5s内拉力F做功1.92J,那么在此过程中,线框产生的焦耳热是多少?
电动自行车是一种重要的交通工具,都市中每天有数十万辆电动自行车行驶在大街小巷,形成了一道独特的风景。电动自行车提供能量的装置为装在电池盒内的电池组,当它给电动机供电时,电动机将带动车轮转动。假设有一辆电动自行车,人和车的总质量为120kg。当该车在水平地面上以5m/s的速度匀速行驶时,它受到的阻力约等于人和车总重的0.02倍,此时电池组加在电动机两端的电压为36V,通过电动机的电流为5A。若连接导线的电阻不计,传动装置消耗的能量不计,g取10m/s2。求:
(1)电动机输出的机械功率
(2)电动机线圈的电阻
如图所示,在xoy平面内,第三象限内的直线OM是电场与磁场的边界,OM与负x轴成45°角。在且OM的左侧空间存在着沿负
方向的匀强电场E,场强大小为32N/C,在
且OM的右侧空间存在着垂直纸面向里的匀强磁场B,磁感应强度大小为0.1T。一不计重力的带负电的粒子,从坐标原点O沿y轴负方向以
m/s的初速度进入磁场,已知粒子的带电量为
,质量为
,求:
(1)带电粒子第一次经过磁场边界的位置坐标;
(2)带电粒子在磁场区域运动的总时间;(结果保留三位有效数字)
(3)带电粒子最终离开电、磁场区域进入第一象限时的位置坐标。