(14分)如图,MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成q=300角固定,轨距为L=1m,质量为m的金属杆A.b水平放置在轨道上,其阻值忽略不计。空间存在匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向上,磁感应强度为B=0.5T。P、M间接有阻值R1的定值电阻,Q、N间接变阻箱R。现从静止释放A.b,改变变阻箱的阻值R,测得最大速度为vm,得到与
的关系如图所示。若轨道足够长且电阻不计,重力加速度g取l0m/s2。求:
(1)金属杆的质量m和定值电阻的阻值R1;
(2)当变阻箱R取4Ω时,且金属杆A.b运动的加速度为gsinq时,此时金属杆A.b运动的速度;
(3)当变阻箱R取4Ω时,且金属杆A.b运动的速度为时,定值电阻R1消耗的电功率。
如图,一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷,在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有A.B.d三个点,a和B.b和C.c和d间的距离均为r,在a点处固定一电荷量为q(q>0)的点电荷.一同学将一检测电荷沿直线在ac间移动时发现只在b点不需加力。不计重力,已知静电力常量为K.求d点处场强的大小。
如图所示,在一倾角为37°的绝缘斜面下端O,固定有垂直于斜面的绝缘挡板.斜面ON段粗糙,长度s=0.02 m,NM段光滑,长度L=0.5 m。在斜面的所在区域有竖直向下的匀强电场,场强为2×105 N/C。有一小滑块质量为2×10-3 kg,带正电,电量为1×10-7C,小滑块与ON段表面的动摩擦因数为0.75。将小滑块从M点由静止释放,在运动过程中没有电量损失,与挡板相碰后原速返回.已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2。求:
(1)小滑块第一次过N点的速度大小;
(2)小滑块最后停在距离挡板多远的位置;
如图所示,电路中电源内阻不计,水平放置的平行金属板A、B间的距离为d,金属板长为L,在两金属板左端正中间位置M,有一个小液滴以初速度v0水平向右射入两板间,已知小液滴的质量为m,带负电,电荷量为q。要使液滴从B板右侧边缘射出电场,电动势E是多大?重力加速度用g表示。
如图所示的电路中,电源的电动势E=2V,R1=R2=R3=1Ω,当S闭合时,电压表的示数为1V,求:
(1)流过R1和R2的电流;
(2)电源的路端电压和内电阻;
如图所示,ABCD为固定在竖直平面内的轨道,AB段光滑水平,BC段为光滑圆弧,对应的圆心角θ=37º,半径r=2.5m,CD段平直倾斜且粗糙,各段轨道均平滑连接,倾斜轨道所在区域有场强大小为E=2×105 N/C、方向垂直于斜轨向下的匀强电场。质量m=5×10-2 kg、电荷量q=+1×10-6 C的小物体(视为质点)被弹簧枪发射后,沿水平轨道向左滑行,在C点以速度v0=3 m/s冲上斜轨。以小物体通过C点时为计时起点,0.1s以后,场强大小不变,方向反向。已知斜轨与小物体间的动摩擦因数μ=0.25。设小物体的电荷量保持不变,取g=10 m/s2,sin37º=0.6,cos37º=0.8。
(1)求弹簧枪对小物块所做的功;
(2)在斜轨上小物体能到达的最高点为P,求CP的长度。