(16分)如图所示,MN和PQ是竖直放置相距1m为的滑平行金属导轨(导轨足够长,电阻不计),其上方连有R1=9Ω的电阻和两块水平放置相距d=20cm的平行金属板AC,金属板长1m,将整个装置放置在图示的匀强磁场区域,磁感强度B=1T,现使电阻R2=1Ω的金属棒ab与导轨MN、PQ接触,并由静止释放,当其下落h=10m时恰能匀速运动(运动中ab棒始终保持水平状态,且与导轨接触良好).此时,将一质量m1=0.45g,带电量q=1.0×10-4C的微粒放置在A、C金属板的正中央,恰好静止。g=10m/s2).求:
(1)微粒带何种电荷,ab棒的质量m2是多少
(2)金属棒自静止释放到刚好匀速运动的过程中,电路中释放多少热量
(3)若使微粒突然获得竖直向下的初速度v0,但运动过程中不能碰到金属板,对初速度v0有何要求?该微粒发生大小为的位移时,需多长时间
如图所示,MN、PQ是两条水平放置的平行光滑导轨,其阻值可以忽略不计,轨道间距L=0.6m。匀强磁场垂直导轨平面向下,磁感应强度B=1.0×10T,金属杆ab垂直于导轨放置与导轨接触良好,ab杆在导轨间部分的电阻r=1.0Ω,在导轨的左侧连接有电阻R
、R
,阻值分别为R
="3.0Ω," R
=6.0Ω,ab杆在外力作用下以v=5.0m/s的速度向右匀速运动。问:
(1)ab杆哪端的电势高? (2)求通过ab杆的电流I (3)求电阻R上每分钟产生的热量Q。
如图所示,一束电子(电量为e)以速度v垂直射入磁感强度为B,宽度为d的匀强磁场中,穿透磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角是30°,则电子的质量是多少?穿透磁场的时间是多少?
一种测量血管中血流速度的仪器原理如图所示,在动脉血管上下两侧分别安装电极并加有磁场.设血管直径是2.0 mm,磁场的磁感应强度为0.080 T,电压表测出的电压为0.10 mV,求血流速度的大小。
如图所示,电子电量为C,质量为
,在O点以水平速度
沿极板中心飞入平行板电容器,已知两极板间距为
,板长为
,电子恰好从上极板的边缘飞出,进入垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为
,区域足够大,电子在磁场力的作用下又恰好从下极板边缘进入电场,并在进入电场瞬间改变极板电性,电压大小不变,(电子重力不计)求:
(1)电子第一次通过电场所花的时间。
(2)两极板间的电压大小。
(3)磁场的磁感应强度为多少?
(4)请在图中画出电子在电场和磁场中运动的所有轨迹(不要求计算)。
如图为一电梯简化模型,导体棒ab架在水平导轨上,导轨间加有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度。导体棒ab通过轻质细绳与电梯箱体相连,所有摩擦都不计,已知ab棒的长度为
,质量不计,通过的电流大小为
,电梯箱体质量为
,求:
(1)为了能提起电梯箱体,导体棒ab中的电流方向应朝哪?大小至少为多少?
(2)现使导体棒以恒定的功率(即安培力的功率)从静止运行,试通过列式分析ab棒中电流的大小如何变化?
(3)若在题(2)中W,电梯箱体上升
高度时,运行达到稳定状态,则此过程电梯运行的时间为多少?