(9分)如图甲所示,相距为L的两平行金属导轨MN、PQ固定在绝缘水平面上,处于竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B,导轨足够长且电阻不计.两根相同的金属棒c和d与导轨垂直放置,它们的质量均为m,电阻均为R,间距为s0,与导轨间的动摩擦因数均为μ,设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等.在t=0时刻,对c棒施加一水平向右的力,使其从静止开始做匀加速直线运动.在t0时刻,d棒开始运动,此后保持水平力不变,由速度传感器测得两金属棒的v-t图象如图乙所示,从t1时刻开始两金属棒以相同的加速度做匀加速直线运动,此时两金属棒的间距为s,试求:
(1)在0至t1时间内通过金属棒c的电荷量;
(2)t0时刻回路的电功率和金属棒c的速度大小;
(3)t1时刻两金属棒的加速度大小.
一活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内,初始时气体体积为3.0×10-3 m3.用DIS实验系统测得此时气体的温度和压强分别为300 K和1.0×105 Pa.推动活塞压缩气体,测得气体的温度和压强分别为320K和1.0×105Pa.
(1)求此时气体的体积.
(2)再保持温度不变,缓慢改变作用在活塞上的力,使气体压强变为8.0×104 Pa,求此时气体的体积.
如图所示的狭长区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,区域的左、右两边界均沿竖直方向,磁场左、右两边界之间的距离L,磁场磁感应强度的大小为B.某种质量为m,电荷量q的带正电的粒子从左边界上的P点以水平向右的初速度进入磁场区域,该粒子从磁场的右边界飞出,飞出时速度方向与右边界的夹角为30º。重力的影响忽略不计。
(1)求该粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径;
(2)求该粒子的运动速率;
(3)求该粒子在磁场中运动的时间;
如图所示,一微型电动机与一指示灯(白炽灯)串联,限流电阻,电源电动势
,内阻
,指示灯上标有“3V 1.5W”字样,微型电动机的线圈电阻
,开关闭合时,指示灯和电动机均能正常工作。求:
(1)指示灯的电阻和通过它的电流;
(2)电动机的输入功率和输出功率
如图所示,一束电荷量为、质量为m的电子以速度
垂直左边界射入宽度为d的有界匀强磁场中,穿过磁场时的速度方向与原来的电子的入射方向的夹角
是300,则磁感应强度为多大?电子穿过磁场的时间又是多少?
如图所示,用长L的绝缘细线着一个质量为m,带电量为+q的小球,线的另一端固定在水平向右的匀强电场中,开始时把小球、线拉到和O的同一水平面上的A点(线拉直),让小球由静止开始释放,当摆线摆到与水平线成60°,到达B点时,球的速度正好为零,重力加速度用g表示,求:
(1)A、B两点的电势差U;
(2)匀强电场的电场强度。