如图所示,两平行光滑的金属导轨MN、PQ固定在水平面上,相距为L,处于竖直方向的磁场中,整个磁场由若干个宽度皆为d的条形匀强磁场区域1、2、3、4……组成,磁感应强度B1、B2的方向相反,大小相等,即B1=B2=B。导轨左端MP间接一电阻R,质量为m、电阻为r的细导体棒ab垂直放置在导轨上,与导轨接触良好,不计导轨的电阻。现对棒ab施加水平向右的拉力,使其从区域1磁场左边界位置开始以速度v0向右作匀速直线运动并穿越n个磁场区域。
(1)求棒ab穿越区域1磁场的过程中电阻R产生的焦耳热Q;
(2)求棒ab穿越n个磁场区域的过程中拉力对棒ab所做的功W;
(3)规定棒中从a到b的电流方向为正,画出上述过程中通过棒ab的电流I随时间t变化的图象;
汽车以10m/s的速度在水平路面上匀速运动,刹车后(视为匀减速运动)经过2 s速度变为6m/s,求:
(1)刹车后2 s内前进的距离和刹车过程中的加速度。
(2)刹车后8 s内前进的距离。
一辆汽车某时刻开始以大小为1 m/s2的加速度行驶了12 s ,驶过了180m,求汽车开始时刻的速度大小是多少?
如图所示,某一空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场。左侧匀强电场的场强大小为E、方向水平向右,电场宽度为L;中间区域匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外。右侧区域匀强磁场的磁感应强度大小也为B,方向垂直纸面向里,其右边界可向右边无限延伸。一个质量为m、电量为q、不计重力的带正电的粒子从电场的左边缘的O点由静止开始运动,穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后,又回到O点,然后重复上述运动过程。求:
(1)带电粒子在磁场中的轨道半径
(2)中间磁场区域的宽度d;
(3)带电粒子从O点开始运动到第一次回到O点所用时间t。
如右图所示,两平行光滑导轨相距为20 cm,金属棒MN的质量为10 g,电阻为8 Ω,匀强磁场的磁感应强度B=0.8 T,方向竖直向下,电源电动势E=10 V,内阻r=1 Ω,当开关S闭合时,MN恰好平衡,求变阻器R1的取值为多少?(设θ=45°,g取10 m/s2)
如图所示,变阻器R0的滑片P在移动过程中电压表的示数变化范围是0~4 V,电流表的示数变化范围是1~0.5 A,电源的内阻可忽略不计.求电阻R的阻值、变阻器R0的最大值和电源电动势E.