如图21所示,两根金属平行导轨MN和PQ放在水平面上,左端向上弯曲且光滑,导轨间距为L,电阻不计。水平段导轨所处空间有两个有界匀强磁场,相距一段距离不重叠,磁场Ⅰ左边界在水平段导轨的最左端,磁感强度大小为B,方向竖直向上;磁场Ⅱ的磁感应强度大小为2B,方向竖直向下。质量均为m、电阻均为R的金属棒a和b垂直导轨放置在其上,金属棒b置于磁场Ⅱ的右边界CD处。现将金属棒a从弯曲导轨上某一高处由静止释放,使其沿导轨运动。设两金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。
(1)若水平段导轨粗糙,两金属棒与水平段导轨间的最大摩擦力均为mg,将金属棒a从距水平面高度h处由静止释放。求:
金属棒a刚进入磁场Ⅰ时,通过金属棒b的电流大小;
若金属棒a在磁场Ⅰ内运动过程中,金属棒b能在导轨上保持静止,通过计算分析金属棒a释放时的高度h应满足的条件;
(2)若水平段导轨是光滑的,将金属棒a仍从高度h处由静止释放,使其进入磁场Ⅰ。设两磁场区域足够大,求金属棒a在磁场Ⅰ内运动过程中,金属棒b中可能产生焦耳热的最大值。
在工厂里,靠近传送带的工人经常受到电击,经研究发现,这是由于传送带在传送过程中带上了电.
(1)解释为什么靠近传送带的物体会带电;
(2)你可以用什么方法来解决这个问题.
夏季的雷雨天气,云团可能带电而使云团间形成电场,如果空气中的电场强度达到2×106 V/m时,就可把空气击穿,引起雷电.测得夏季雷雨中某次闪电的火花长500 m,通过的电荷量约为30 C.求:该次闪电放出的能量为多少?
如图所示,相距d水平放置的平行金属板a和b,其电容为C,a板接地且中央有孔,开始时两板均不带电,现将带电荷量为q、质量为m的液滴一滴一滴地从小孔正上方h高处无初速地滴下,竖直落到b板,到b板后将电荷全部传给b板.问:
(1)第几滴液滴开始在ab间做匀速直线运动?
(2)能够到达b板的液滴不会超过多少滴?
电容器的电容仅决定于两极板正对面积、极板间距,以及极板间电介质等几个因素.如图所示是测定液面高度的电容器传感器,在自动控制中有广泛的应用.在导线外层涂了一层电介质,放入导电液中,若测得金属芯线与导电液之间的电容(C)变大,则可知液面高度怎样变化?简述你的分析过程.
如图所示,静电分选的原理示意图,将磷酸盐和石英的混合颗粒由传送带送至两个竖直带电平行金属板上方中部,经电场区域下落,电场强度为5.0×105 V/m,磷酸盐颗粒带正电,石英颗粒带负电,这些颗粒带电率(颗粒所带电荷量与颗粒质量之比)均为1.0×10-5 C/kg,如果要求两种颗粒经电场区域后至少分离10 cm,粒子在电场中通过的竖直距离至少应多少?(g取10 m/s2)