如图所示,一质量m=0.10kg、电阻R=0.10Ω的矩形金属框abcd由静止开始释放,竖直向下进入匀强磁场。已知磁场方向垂直纸面向内,磁感应强度B=0.50T,金属框宽L=0.20m,开始释放时ab边与磁场的上边界重合。经过时间t1,金属框下降了h1=0.50m,金属框中产生了Q1=0.45J的热量,取g=10m/s2。
(1)求经过时间t1时金属框速度v1的大小以及感应电流的大小和方向;
(2)经过时间t1后,在金属框上施加一个竖直方向的拉力,使它作匀变速直线运动,再经过时间t2=0.1s,又向下运动了h2=0.12m,求金属框加速度的大小以及此时拉力的大小和方向(此过程中cd边始终在磁场外)。
(3)t2时间后该力变为恒定拉力,又经过时间t3金属框速度减小到零后不再运动。求该拉力的大小以及t3时间内金属框中产生的焦耳热(此过程中cd边始终在磁场外)。
(4)在所给坐标中定性画出金属框所受安培力F随时间t变化的关系图线。
如图所示,A、B为两块足够大的相距为d的平行金属板,接在电压为U的电源上。在A板的中央P点放置一个电子发射源。可以向各个方向释放电子,射出的初速度为v,电子打在B板上的区域面积为S,(不计电子的重力),试求电子的比荷
如图所示的天平可用来测定磁感应强度,天平的右臂下面挂有一个矩形线圈,宽为L,共N匝,线圈下部悬在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面,当线圈中通有电流I时,方向如图,在天平左右两盘各加质量分别为m1、m2的砝码,天平平衡,当电流反向时(大小不变),右盘再加上质量为m的砝码后,天平重新平衡,试:
(1)判定磁场的方向并推导磁感应强度的表达式
(2)当L=0.1m; N=10; I=0.1A;m=9×10-3kg时磁感应强度是多少?
如图所示,一平行板电容器接在U=12 V的直流电源上,电容C=3.0×10-10 F,两极板间距离d=1.20×10-3m,取g=10 m/s2,求:
(1)该电容器所带电量.
(2)若板间有一带电微粒,其质量为m=2.0×10-3 kg,恰在板间处于静止状态,则该微粒带电荷量为多少?带何种电荷?
如图所示,在边长为l的正方形二个顶点A、B上依次放置电荷量为+q、+q、的点电荷,求正方形中心O点的电场强度.
有一种测量压力的电子秤,其原理如图(甲)所示。E是内阻不计、电动势为6V的电源。R0是一个阻值为400的限流电阻。G是由理想电流表改装成的指针式测力显示器。R是压敏电阻,其阻值可随压力大小变化而改变,其关系如下表所示。C是一个用来保护显示器的电容器。秤台的重力忽略不计。
压力F/N |
0 |
50 |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
...... |
电阻R/![]() |
300 |
280 |
260 |
240 |
220 |
200 |
180 |
...... |
(1)在如图(乙)所示的坐标系中画出电阻R随压力F变化的图线,并归纳出电值R随压力F变化的函数关系式。
(2)写出压力与电流的关系式,说明该测力显示器的刻度是否均匀。
(3)若电容器的耐压值为5V,该电子秤的量程是多少牛顿?