两根金属导轨平行放置在倾角为θ=30°的斜面上,导轨左端接有电阻R=10Ω,导轨自身电阻忽略不计。匀强磁场垂直于斜面向上,磁感强度B=0.5T。质量为m=0.1kg,电阻可不计的金属棒ab静止释放,沿导轨下滑(金属棒a b与导轨间的摩擦不计)。如图所示,设导轨足够长,导轨宽度L=2m,金属棒ab下滑过程中始终与导轨接触良好,当金属棒下滑高度h=3m时,速度恰好达到最大值。求此过程中 (g=10m/s2)
(1)金属棒达到的最大速度
(2)电阻中产生的热量。
如图所示,竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘。两个带有同种电荷的小球A、B分别位于竖直墙面和水平地面上,且处于同一竖直平面内。若用图示方向的水平推力F作用于小球B,则两球静止于图示位置。如果将小球B向左推动少许,并待两球重新达到平衡时,与原来相比()
A.两小球的间距变大 B.B球受到的推力F变大
C.A球对竖直墙面的压力变小D.水平地面给B球的支持力不变
如图所示,虚线框abcd内为边长均为L的正方形匀强电场和匀强磁场区域,电场强度的大小为E,方向向下,磁感应强度为B,方向垂直纸面向外,PQ为其分界线,现有一群质量为m,电荷量为e的电子(重力不计)从PQ中点与PQ成30°角以不同的初速度射入磁场,求:
(1)能从PQ边离开磁场的电子在磁场运动的时间.
(2)若要电子在磁场运动时间最长,其初速v应满足的条件?
(3)若电子在满足(2)中的条件下且以最大速度进入磁场,最终从电场aP边界飞出虚线框所具有的动能EK。
如图所示,从电子枪射出的电子束(初速度不计)经电压=2000V加速后,从一对金属板Y和Y′正中间平行金属板射入,电子束穿过两板空隙后最终垂直打在荧光屏上的O点。若现在用一输出电压为
=160V的稳压电源与金属板Y、Y′连接,在YY′间产生匀强电场,使得电子束发生偏转.设电子质量m=9×
kg,电量e=1.6×
C,YY′两板间距d=2.4cm,板长l=6.0cm,板的末端到荧光屏的距离L=12cm。整个装置处于真空中,不考虑电子重力及电子间相互作用。试求:
(1)电子束射入金属板Y、Y′时速度=?
(2)电子束离开金属板Y、Y′时,偏离入射方向的竖直位移量y=?
(3)如果两金属板Y、Y′间的距离d可以随意调节(保证电子束仍从两板正中间射入),其他条件都不变,那么电子束打到荧光屏上的位置P(图中未标出)到O点的距离是否存在最大值?如果存在
=?(第3问只需写出结果,不必写详细解题过程。)
水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ,它们之间的宽度为L,M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻).现垂直于导轨搁一根质量为m,电阻为R的金属棒ab,并加一个范围较大的匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方,如图所示,问:
(1)当ab棒静止时,受到的支持力和摩擦力各为多少?
(2)若B的大小和方向均能改变,则要使ab棒所受支持力为零,B的大小至少为多少?此时B的方向如何?
如图所示,在匀强电场中,将一电荷量为2×10-5的负电荷由A点移到B点,其电势能增加了0.1J,已知A、B两点间距离为2cm,两点连线与电场方向成600角,求:
(1) 电荷由A移到B的过程中,电场力所做的功WAB;
(2) A、B两点间的电势差UAB;
(3) 该匀强电场的电场强度E。