如图,质量为的足够长金属导轨
放在光滑的绝缘水平面上。一电阻不计,质量为
的导体棒
放置在导轨上,始终与导轨接触良好,
构成矩形。棒与导轨间动摩擦因数为
,棒左侧有两个固定于水平面的立柱。导轨
段长为
,开始时
左侧导轨的总电阻为
,右侧导轨单位长度的电阻为
。以
为界,其左侧匀强磁场方向竖直向上,右侧匀强磁场水平向左,磁感应强度大小均为
。在
时,一水平向左的拉力
垂直作用于导轨的
边上,使导轨由静止开始做匀加速直线运动,加速度为
。
(1)求回路中感应电动势及感应电流随时间变化的表达式;
(2)经过多少时间拉力达到最大值,拉力
的最大值为多少?
(3)某一过程中回路产生的焦耳热为,导轨克服摩擦力做功为
,求导轨动能的增加量。
如图所示,MN为竖直放置的光屏,光屏的左侧有半径为R、折射率为的透明半球体,O为球心,轴线OA垂直于光屏,O至光屏的距离OA=
R,位于轴线上O点左侧R/3处的点光源S发出一束与OA夹角
=60°的光线射向半球体,求光线从S传播到达光屏的所用的时间。(已知光在真空中传播的速度为c)
如图所示,U形管右管内径为左管内径的倍,管内水银在左管内封闭了一段长为26cm、温度为280K的空气柱,左右两管水银面高度差为36cm,大气压为76cmHg。
①现向右管缓慢补充水银,并保持左管内气体的温度不变,当左管空气柱长度变为20cm时,左管内气体的压强为多大?
②在①的目的达到后,停止补充谁赢,并给左管的气体加速,使管内气柱长度恢复到26cm,求此时气体的温度
如图所示,光滑绝缘的四分之三圆形轨道BCDG位于竖直平面内,轨道半径为R,下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场中,现有一质量为m、带正电的小滑块(可视为质点)置于水平轨道上,滑块受到的电场力大小为mg,滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5,重力加速度为g,求:
(1)若滑块从水平轨道上距离B点s=3R的A点由静止释放,求滑块到达圆心O等高的C点的速度大小
(2)在(1)的情况下,求滑块到达C点时对轨道的作用力大小
(3)若滑块从水平轨道上距B点为的某点由静止释放,使滑块沿圆轨道滑行过程中不脱离圆轨道,求
的范围
如图所示,一个质量为m,电荷量+q的带电微粒(重力忽略不计),从静止开始经电压加收,水平进入两平行金属板间的偏转电场中,金属板长L、两板间距d,微粒射出偏转电场时的偏转角
=30°,又接着进入一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场区,求:
(1)微粒进入偏转电场时的速度是多大?
(2)两金属板间的电压是多大?
(3)若该匀强磁场的磁感应强度为B,微粒在磁场中运动后能从磁场左边界射出,则微粒在磁场中的运动时间为多少?
(4)若该匀强磁场的宽度为D,为使微粒不会从磁场右边射出,该匀强磁场的磁感应强度B至少多大?
如图,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ固定在一水平面上,两导轨间距L =0.2m,电阻R =0.4Ω,电容C=2 μF,导轨上停放一质量m =0.1kg、电阻r =0.1Ω的金属杆CD,导轨电阻可忽略不计,整个装置处于方向竖直向上B ="0.5T" 的匀强磁场中。现用一垂直金属杆CD的外力F沿水平方向拉杆,使之由静止开始向右运动。求:
(1)若开关S闭合,力F恒为0.5N, 求CD运动的最大速度;
(2)若开关S闭合,使CD以⑴问中的最大速度匀速运动,现使其突然停止并保持静止不动当CD停止下来后,求通过导体棒CD的总电量;若开关S断开,在力F作用下,CD由静止开始作加速度a =5m/s2的匀加速直线运动,请写出电压表的读数U随时间t变化的表达式。