如图8-3-19所示的装置,左半部为速度选择器,右半部为匀强的偏转电场.一束同位素离子流从狭缝S1射入速度选择器,能够沿直线通过速度选择器并从狭缝S2射出的离子,又沿着与电场垂直的方向,立即进入场强大小为E的偏转电场,最后打在照相底片D上.已知同位素离子的电荷量为q(q>0),速度选择器内部存在着相互垂直的场强大小为E0的匀强电场和磁感应强度大小为B0的匀强磁场,照相底片D与狭缝S1、S2的连线平行且距离为L,忽略重力的影响.
图8-3-19
(1)求从狭缝S2射出的离子速度v0的大小;
(2)若打在照相底片上的离子在偏转电场中沿速度v0方向飞行的距离为x,求出x与离子质量m之间的关系式(用E0、B0、E、q、m、L表示).
如图所示,电源的内电阻r =1Ω,定值电阻R=3Ω,小电动机绕组的电阻RM=0.5Ω。当开关S闭合后电路正常工作,电压表的读数U =5V,电流表的读数I =1A。求:
(1)电源的电动势E;
(2)电动机的输出功率P出.
如图所示,MN为3m宽的小沟,M点左侧1m处有一5m高的平台与半径为1.25m的圆弧底部相切,平台表面与圆轨道都光滑,一质量为3kg的B球静止在平台上.现让一小球A从圆弧左侧与圆心等高处静止释放,A球下滑至平台并与B球发生碰撞.A、B两球可视为质点,g=10m/s2.求:
(1)A球到达圆弧底端时的速度;
(2)如果碰后两球分别落在M与N点,则A球的可能质量.
如图所示,两足够长的平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为,导轨平面与水平面的夹角
=30°,导轨电阻不计,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向上。长为
的金属棒
垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,金属棒的质量为
、电阻为r=R。两金属导轨的上端连接一个灯泡,灯泡的电阻RL=R,重力加速度为g。现闭合开关S,给金属棒施加一个方向垂直于杆且平行于导轨平面向上的、大小为F=mg的恒力,使金属棒由静止开始运动,当金属棒达到最大速度时,灯泡恰能达到它的额定功率。求:
(1)金属棒能达到的最大速度vm;
(2)灯泡的额定功率PL;
(3)金属棒达到最大速度的一半时的加速度a;
(4)若金属棒上滑距离为L时速度恰达到最大,求金属棒由静止开始上滑4L的过程中,金属棒上产生的电热Qr。
在水平光滑的绝缘桌面内建立如图所示的直角坐标系,第Ⅰ、Ⅱ象限有方向垂直桌面的匀强磁场.第Ⅲ、Ⅳ象限有大小为E的匀强电场,方向与x轴成45°。现把一个质量为m,电量为q的正电荷从坐标为(0,-b)的M点处由静止释放,电荷以一定的速度第一次经x轴进入磁场区域。经过一段时间,从坐标原点O再次回到电场区域。求:(不计电荷的重力)
(1)电荷第一次经x轴进入磁场时的速度;
(2)磁感应强度的大小;
(3)粒子从M到O运动时间。
如图,水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨MN和PQ,它们的电阻可忽略不计,在M和 P之间接有阻值为R= 3.0Ω的定值电阻,导体棒Lab=0.5m,其电阻为r =1.0Ω ,与导轨接触良好.整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中,B=0.4T。现使ab以v=10m/s的速度向右做匀速运动。
(1)a b中的电流大? a b两点间的电压多大?
(2)维持a b做匀速运动的外力多大?
(3)a b向右运动1m的过程中,外力做的功是多少?电路中产生的热量是多少?