如图所示,虚线左侧存在非匀强电场,MO是电场中的某条电场线,方向水平向右,长直光滑绝缘细杆CD沿该电场线放置。质量为m1、电量为+q1的A球和质量为m2、电量为+q2的B球穿过细杆(均可视为点电荷)。当t=0时A在O点获得向左的初速度v0,同时B在O点右侧某处获得向左的初速度v1,且v1>v0。结果发现,在B向O点靠近过程中,A始终向左做匀速运动。当t=t0时B到达O点(未进入非匀强电场区域),A运动到P点(图中未画出),此时两球间距离最小。静电力常量为k。
(1)求0~t0时间内A对B球做的功;
(2)求杆所在直线上场强的最大值;
(3)某同学计算出0~t0时间内A对B球做的功W1后,用下列方法计算非匀强电场PO两点间电势差:
设0~t0时间内B对A球做的功为W2,非匀强电场对A球做的功为W3,
根据动能定理 W2+W3=0
又因为 W2=−W1
PO两点间电势差
请分析上述解法是否正确,并说明理由。
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。一带正电粒子从平板上狭缝O处以与平板成θ的初速度v射入磁场区域如图,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,求此粒子的电荷量q与质量m之比。
如右图所示,在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4 m,质量为6×10-2 kg的通电直导线,电流强度I=1 A,方向垂直于纸面向外,导线用平行于斜面的轻绳拴住不动,整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4 T,方向竖直向上的磁场中,设t=0时,B=0,则需要多长时间,斜面对导线的支持力为零?(g取10 m/s2)
如下图所示,A为电解槽,M为电动机,N为电炉子,恒定电压U=12 V,电解槽内阻rA=2 Ω,当K1闭合,K2、K3断开时,A示数6 A;当K2闭合,K1、K3断开时,A示数5 A,且电动机输出功率为35 W;当K3闭合,K1、K2断开时,A示数为4 A.求:
(1)电炉子的电阻及发热功率各多大?
(2)电动机的内阻是多少?
(3)在电解槽工作时,电能转化为化学能的功率为多少?
发电机输出功率为100 kW,输出电压是250 V,用户需要的电压是220 V,输电线电阻为10 Ω.若输电线中因发热 而损失的功率为输送功率的4%,试求:
(1)在输电线路中设置的升、降压变压器的原、副线圈的匝数比分别为多少.
(2)用户得到的电功率是多少?
如图所示,在一磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,垂直于磁场方向水平放置着两根相距为h=0.1m的平行金属导轨MN与PQ,导轨的电阻忽略不计.在两根导轨的端点N、Q之间连接一阻值R=0.3Ω的电阻,导轨上跨放着一根长为L=0.2m,每米长电阻r=2.0Ω/m的金属棒ab,金属棒与导轨正交,交点为c、d.当金属棒以速度v=4.0m/s向左做匀速运动时,试求:
(1)电阻R中的电流强度大小和方向;
(2)使金属棒做匀速运动的外力;
(3)金属棒ab两端点间的电势差.