如图所示,长、宽分别为L1、L2的矩形金属线框位于竖直平面内,其匝数为n,总电阻为r,可绕其竖直中心轴O1O2转动。线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D(集流环)焊接在一起,并通过电刷和定值电阻R相连。线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场,磁感应强度B的大小开始时随时间t不断增大,关系式为B=B0+t,当t=t1时刻后保持B1不变,其中B0、B1和t1均为已知。在0~t1的时间内,若保持线框静止,且线框平面和磁场垂直;t1时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度ω匀速转动。
求:(1)0~t1时间内电流表A的示数;
(2)线框匀速转动后,在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量;
(3)线框匀速转动后,从图甲所示位置转过90°的过程中,电压表V的示数和通过电阻R的电荷量。
如图所示的装置,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.
(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).
粗细均匀的直导线ab的两端悬挂在两根相同的弹簧下边,ab恰好处在水平位置(如图)。已知ab的质量m=0.5kg,ab的长度l=0.2m沿水平方向与ab垂直的匀强磁场的磁感应强度B="5T" 。g取10 m/s2。
(1)导线中未通电流时,弹簧伸长了0.05m,则弹簧的劲度系数是多少?
(2)要使两根弹簧能处于自然状态(即不被拉长,也不被压缩),ab中应沿什么方向、通过多大的电流?
(3)当由b到a方向通过2A的电流时,两根弹簧被拉长多少?
如图所示,R1=5Ω,R2=9Ω。当开关S断开时,电流表的示数为I=0.2A,当开关S闭合时,电流表的示数为=0.3A。(电流表内阻不计)求:
(1)电源的电动势和内阻.
(2)试比较S断开和闭合两种情况下,哪一种情况电源的输出功率大?
图中MN表示真空室中垂直于纸面的平板,它的一侧有匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度大小为B.一带电粒子从平板上的狭缝O处以垂直于平板的初速v射入磁场区域,最后到达平板上的P点。已知B、v以及P到O的距离l ,不计重力,求此粒子的电荷e与质量m之比.
如图所示,质量为M,长度为L的长木板放在水平桌面上,木板右端放有一质量为m长度可忽略的小木块。开始时木块、木板均静止,某时刻起给木板施加一大小为F方向水平向右的恒定拉力,若最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)若地面光滑且M和m相对静止则m受到的摩擦力多大?
(2)若木块与木板之间、木板与桌面之间的动摩擦因数均为μ,拉力F =4μ(m + M)g,求从开始运动到木板从小木块下抽出经历的时间。