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;
如图所示,通电导体棒ab质量为m、长为L,水平地放置在倾角为的光滑斜面上,通以图示方向的电流,电流强度为I,要求导体棒ab静止在斜面上。求:
(1)若磁场方向竖直向上,则磁感应强度B为多大?
(2)若要求磁感应强度最小,则磁感应强度的大小方向如何?
如图所示,已知电源电动势E=20V,内阻r=lΩ,当接入固定电阻R=3Ω时,电路中标有“3V,6W”的灯泡L和内阻RD=1Ω的小型直流电动机D都恰能正常工作.试求:
(1)电路中的电流大小;
(2)电动机的输出功率.
如图所示,在匀强电场中,有A、B两点,它们间距为2cm ,两点的连线与场强方向成60°角。将一个不知道电荷性质,电量为2×10-5C的电荷由A移到B,其电势能增加了0.2J。
求:
(1)判断电荷带正电还是负电?由A到B电场力做的功WAB?
(2)A、B两点的电势差UAB为多少?
(3)匀强电场的场强的大小?
如图所示,用轻弹簧相连的质量均为2 kg的A、B两物块静止在光滑的水平地面上,质量为4kg的物块C以v=6 m/s的速度向左运动, B与C碰撞后,立即粘在一起运动。求:在弹簧压缩到最短的过程中,
(ⅰ) 弹簧最大的弹性势能为多大?
(ⅱ) 弹簧对A的冲量是多大?
如图所示,直角玻璃三棱镜置于空气中,∠A=60°,∠C=90°,一束极细的光于AC边的中点D垂直AC面入射,已知AD=a,棱镜的折射率n=,光在真空中的传播速度为c。求:
(ⅰ)光从棱镜第一次射入空气时的折射角;
(ⅱ)光从进入棱镜到它第一次射入空气所经历的时间(结果可以用根式表示)。