如图,在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,两根足够长的平行光滑金属轨道MN、PQ固定在水平面内,相距为L。一质量为m的导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上,与轨道接触良好。轨道和导体棒的电阻均不计。
(1)如图1,若轨道左端接一电动势为E、内阻为r的电源和一阻值未知的电阻。闭合开关S,导体棒从静止开始运动,经过一段时间后,导体棒达到稳定最大速度vm,求此时电源的输出功率。
(2)如图2,若轨道左端接一电容器,电容器的电容为C,导体棒在水平恒定拉力的作用下从静止(t=0)开始向右运动。已知tc时刻电容器两极板间的电势差为Uc。求导体棒运动过程中受到的水平拉力大小。
一个初速度为零的电子通过电压为U的电场加速后,从C点沿水平方向飞入电场强度为E的匀强电场中,到达该电场中另一点D时,电子的速度方向与电场强度方向的夹角正好是120°,如图所示。试求C、D两点沿电场强度方向的距离y。
如图所示,离地H高处有一个质量为m、带电量为+q的物体处于场强按E=E0—kt(E0、k均为大于零的常数,取水平向左为正方向)变化的电场中,物体与竖直绝缘墙壁间的动摩擦因数为μ,已知μqE0>mg。若物体所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,当物体下滑后脱离墙面,此时速度大小为
,最终落在地面。
(1)在下图中画出反映摩擦力f随时间t变化的图线,并计算物体克服摩擦力所做的功。
(2)试分析物体从t=0开始的运动情况,并计算物体从t=0开始至落地的总时间。
在一个水平面上建立x轴,在过原点O右侧空间有一个匀强电场,电场强度大小E=6×105 N/C,方向与x轴正方向相同,在O处放一个电荷量q=5×10-8C、质量m=0.010 kg的带负电绝缘物块.物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,沿x轴正方向给物块一个初速度v0=2 m/s,如图所示,求:
(1)物块最终停止时的位置;(g取10 m/s2)
(2)物块在电场中运动过程的机械能增量.
如图所示,偏转电场极板长L=1.6cm,两板间的距离d=0.50cm,极板的右端距离屏s=3.2cm.有一质量kg的带电液滴,以20m/s的初速度垂直电场方向进入偏转电场.已知板间的电压
V,液滴打在屏上与原入射方向的偏转距z=2.0mm,如果不计液滴的重力,则:
(1)液滴的带电量大小是多少?
(2)要使液滴打到屏上的偏转距离扩大10%,请你分析提出一种可行的办法。
一根长为L的丝线吊着一质量为m的带电量为q的小球静止在水平向右的匀强电场中,如图所示,丝线与竖直方向成37o角,现突然将该电场方向变为向下且大小不变,不考虑因电场的改变而带来的其他影响,重力加速度为g,sin370=0.6,cos370=0.8,求:
(1)匀强电场的电场强度的大小;
(2)求小球经过最低点时丝线拉力的大小。