如左图所示,两根足够长的光滑直金属导轨、
平行放置在倾角为
的绝缘斜面上,两导轨间距为
。
、
两点间接有阻值为
的电阻。一根质量为
的均匀直金属杆
放在两导轨上,并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为
的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下。导轨和金属杆的电阻可忽略。用与导轨平行且向上的恒定拉力
作用在金属杆上,金属杆
沿导轨向上运动,最终将做匀速运动。当改变拉力
的大小时,相对应的匀速运动速度
也会改变,
和
的关系如右图所示。
(1)金属杆在匀速运动之前做作什么运动?
(2)若,
,
,取重力加速度
,试求磁感应强度
的大小及
角的正弦值
氢原子核的电荷量q1=+1.6×10-19C,核外电子的电荷量q2=–1.6×10-19C,电子与原子核的距离r=0.53×10-10m,已知静电力常量k=9×109N·m2/C2,求原子核对电子的库仑力F。
飞行时间质谱仪可对气体分子进行分析。如图所示,在真空状态下,脉冲阀P喷出微量气体,经激光照射产生电荷量为q、质量为m的正离子,自a板小孔进入a、b间的加速电场,从b板小孔射出,沿中线方向进入M、N板间的偏转控制区,到达探测器。已知a、b板间距为d,极板M、N的长度和间距均为L。不计离子重力及进入a板时的初速度。
(1)当a、b间的电压为U1,在M、N间加上适当的电压U2,使离子到达探测器。求离子到达探测器的全部飞行时间。
(2)为保证离子不打在极板上,试求U2与U1的关系。
如图所示,在方向水平的匀强电场中,一个不可伸长的不导电轻细线的一端连着一个质量为m的带电小球,另一端固定于O点,把小球拉直至细线与电场方向平行,然后无初速释放,已知小球摆到最低点的另一侧,线与竖直方向的最大夹角为.求小球经过最低点时细线对小球的拉力.
如图所示的电路,A、B之间电压保持不变,,
,两个电压表的示数均为35V,如果将两个电压表的位置对调,则电压表V1的示数为30V,电压表V2的示数为40V,求两个电压表的电阻分别是多少?
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。将一个电量为−2×10−5C的电荷由A移到B,其电势能增加了0.1J。
则:(1)在此过程中,电场力对该电荷做了多少功?
(2)A.B两点的电势差UAB为多少?
(3)匀强电场的场强为多大?