如图甲所示,空间存在一有界匀强磁场,磁场的左边界如虚线所示,虚线右侧足够大区域存在磁场,磁场方向竖直向下.在光滑绝缘水平面内有一长方形金属线框, ab边长为l=0.2m,线框质量m=0.1kg、电阻R=0.1Ω,在水平向右的外力F作用下,以初速度v0=1m/s匀加速进入磁场,外力F大小随时间t变化的图线如图乙所示.以线框右边刚进入磁场时开始计时,求:
(1)匀强磁场的磁感应强度B
(2)线框进入磁场的过程中,通过线框的电荷量q;
(3)若线框进入磁场过程中F做功为0.27J,求在此过程中线框产生的焦耳热Q。
如图所示,空间存在水平向右的匀强电场. 在竖直平面内建立平面直角坐标系,在坐标系的一象限内固定绝缘光滑的半径为R的1/4圆周轨道AB,轨道的两端在坐标轴上。质量为m的带正电的小球从轨道的A端由静止开始滚下,已知重力为电场力的2倍,求:
(1)小球在轨道最低点B时对轨道的压力;
(2)小球脱离B点后开始计时,经过多长时间小球运动到B点的正下方?并求出此时小球距B的竖直高度h是多大?
如图所示,质量为m的导体棒MN静止在水平导轨上,导轨宽度为L,导体棒离开左侧连接电源的导线距离为d,已知电源的电动势为E,内阻为r,导体棒的电阻为R,其余部分与接触电阻不计。磁场方向垂直导体棒斜向上与水平面的夹角为,磁感应强度为B,求:
(1)导体棒和电源围成的回路的磁通量的大小
(2)轨道对导体棒的支持力和摩擦力。
在如图所示的电路中,电源电动势E=15V,内阻r=5Ω,电阻R1、R2、R3的阻值均为10Ω,S为单刀三掷电键,求
(1)电键S接A时电压表的读数
(2)电键S接B时电源的输出功率
(3)电键S接C时电源的效率
如图甲所示是电容器充、放电电路.配合电流传感器,可以捕捉瞬间的电流变化,并通过计算机画出电流随时间变化的图象.实验中选用直流8 V电源,电容器选用电解电容器.先使单刀双掷开关S与1端相连,电源向电容器充电,这个过程可瞬间完成.然后把单刀双掷开关S掷向2端,电容器通过电阻R放电,传感器将电流传入计算机,图象上显示出放电电流随时间变化的I-t曲线,如图乙所示.以下说法正确的是( )
A.电解电容器用氧化膜做电介质,由于氧化膜很薄,所以电容较小 |
B.随着放电过程的进行,该电容器两极板间电压逐渐减小 |
C.由传感器所记录的该放电电流图象可以估算出该过程中电容器的放电电荷量 |
D.通过本实验可以估算出该电容器的电容值 |
如图所示,绝缘倾斜固定轨道上A点处有一带负电,电量大小q=0.4C质量为0.3kg的小物体,斜面下端B点有一小圆弧刚好与一水平放置的薄板相接,AB点之间的距离S=1.92m,斜面与水平面夹角θ=37°,物体与倾斜轨道部分摩擦因数为0.2,斜面空间内有水平向左,大小为E1=10V/m的匀强电场,现让小物块从A点由静止释放,到达B点后冲上薄板,薄板由新型材料制成,质量M=0.6kg,长度为L,物体与薄板的动摩擦因数μ=0.4,放置在高H=1.6m的光滑平台上,此时,在平台上方虚线空间BCIJ内加上水平向右,大小为E2=1.5V/m的匀强电场,经t=0.5s后,改成另一水平方向的电场E3,在此过程中,薄板一直加速,到达平台右端C点时,物体刚好滑到薄板右端,且与薄板共速,由于C点有一固定障碍物,使薄板立即停止,而小物体则以此速度V水平飞出,恰好能从高h=0.8m的固定斜面顶端D点沿倾角为53°的斜面无碰撞地下滑,(重力加速度g=10m/s2,sin37°=,cos37°=
)求:
(1)小物体水平飞出的速度v及斜面距平台的距离X;
(2)小物体运动到B点时的速度VB;
(3)电场E3的大小和方向,及薄板的长度L