小明在研究性学习中设计了一种可测量磁感应强度的实验,其装置如图所示.在该实验中,磁铁固定在水平放置的电子测力计上,此时电子测力计的读数为G1,磁铁两极之间的磁场可视为水平匀强磁场,其余区域磁场不计.直铜条AB的两端通过导线与一电阻连接成闭合回路,总阻值为R.若让铜条水平且垂直于磁场,以恒定的速率v在磁场中竖直向下运动,这时电子测力计的读数为G2,铜条在磁场中的长度为L.
(1)判断铜条所受安培力的方向,并说明G1和G2哪个大;
(2)求铜条匀速运动时所受安培力的大小和磁感应强度的大小.
如图所示,在匀强电场中,将一电荷量为2×10-5的负电荷由A点移到B点,其电势能增加了0.1J,已知A、B两点间距离为2cm,两点连线与电场方向成600角,求:
(1)A、B两点间的电势差UAB;
(2)该匀强电场的电场强度E的大小。
如图,竖直平面坐标系xoy的第一象限,有垂直xoy面向外的水平匀强磁场和竖直向上的匀强电场,大小分别为B和E;第四象限有垂直xoy面向里的水平匀强电场,大小也为E;第三象限内有一绝缘光滑竖直放置的半径为R的半圆轨道,轨道最高点与坐标原点O相切,最低点与绝缘光滑水平面相切于N.一质量为m的带电小球从y轴上(y>0)的P点沿x轴正方向进入第一象限后做圆周运动,恰好通过坐标原点O,且水平切入半圆轨道并沿轨道内侧运动,过N点水平进入第四象限,并在电场中运动(已知重力加速度为g).
(1)判断小球的带电性质并求出其所带电荷量;
(2)P点距坐标原点O至少多高;
(3)若该小球以满足(2)中OP最小值的位置和对应速度进入第一象限,通过N点开始计时,经时间t=2小球距坐标原点O的距离s为多远?
如图,间距为L的两根平行金属导轨弯成“L”形,竖直导轨面与水平导轨面均足够长,整个装置处于竖直向上大小为B的匀强磁场中.质量均为m、阻值均为R的导 体棒ab、cd均垂直于导轨放置,两导体棒与导轨间动摩擦因数均为μ;当导体棒cd在水平恒力作用下以速度v0沿水平导轨向右匀速运动时,释放导体棒ab,它在竖直导轨上匀加速下滑.某时刻将导体棒所受恒力撤去,经过一段时间,导体棒cd静止,此过程流经导体棒的电荷量为q(导体棒ab、cd与导轨间接触良好且接触点及金 属导轨的电阻不计;已知重力加速度为g)求:
(1)导体棒cd受水平恒力作用时流经它的电流;
(2)导体棒ab匀加速下滑的加速度大小;
(3)导体棒cd在水平恒力撤去后它的位移.
一静止原子核发生α衰变, 生成一α粒子及一新核, 测得α粒子的速度为光在真空中的速度的0.1倍。已知α粒子的质量为m,电荷量为q;新核的质量为α粒子的质量的n倍;光在真空中的速度大小为c。
求:(1)衰变过程中新核所受冲量的大小;
(2 ) 衰变前原子核的质量。
一竖直放置、缸壁光滑且导热的柱形气缸内盛有一定量的氮气,被活塞分隔成Ⅰ、Ⅱ两部分;已知活塞的质量为m,活塞面积为S,达到平衡时,这两部分气体的体积相等,如图(a)所示;为了求出此时上部气体的压强p10,将气缸缓慢倒置,再次达到平衡时,上下两部分气体的体积之比为3:1,如图(b)所示。设外界温度不变,重力加速度大小为g,求:图(a)中上部气体的压强p10