如图甲所示,一个匝数n=100的圆形导体线圈,面积S1=0.4m2,电阻r=1Ω.在线圈中存在面积S2=0.3m2的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域,磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示.有一个R=2Ω的电阻,将其两端a、b分别与图甲中的圆形线圈相连接,b端接地(电势为零).求:
(1)圆形线圈中产生的感应电动势;设b端电势为零,求a端的电势φa
(2)在0~4s时间内通过电阻R的电荷量q.
在2012年珠海航展中,歼10的精彩表演再次为观众献上了视觉盛宴。经查阅资料,歼10起飞时,质量为m=1.2×104 kg,发动机的推力为F=1.2×105 N,求歼10在跑道上滑行时的加速度a的大小(假设歼10做匀加速运动,阻力忽略不计)。
(10分)如图,一个质量为m带电量为+q的粒子(不计重力),以初速度V0,垂直进入磁感应强度为B的足够大的匀强磁场中,求
(1)请在图中画出粒子所受的洛仑兹力的方向和粒子的运动轨迹
(2)推导出带电粒子在磁场中做圆周运动的半径公式
(3)推导出带电粒子在磁场中做圆周运动的周期公式
(12分)如图,R为电阻箱,A为理想电流表,电源电动势E=6V,内阻r=1Ω,当电阻箱的示数为R1=2Ω时,求:
(1)电流表读数I1=?
(2)外电路的电压U外=?电源的内电压U内=?
(3)电源提供的总电功率P总=?在电源内部消耗的热功率P内=?
(12分)某个装有两节干电池的手电筒给筒内的小灯泡供电,每节干电池能提供的电压为U=1.5V,手电筒电路中电流为I= 0.3A,通电时间为t=20S,求:
(1)两节干电池能提供的电压U总=?
(2)小灯泡的电阻R=?
(3)两节干电池为电路提供的总电能E=?
如图所示为质谱仪的原理示意图,电荷量为q、质量为m的带正电的粒子从静止开始经过电势差为U的加速电场后进入粒子速度选择器,选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,匀强电场的场强为E、方向水平向右。已知带电粒子能够沿直线穿过速度选择器,从G点垂直MN进入偏转磁场,该偏转磁场是一个以直线MN为边界、方向垂直纸面向外的匀强磁场。带电粒子经偏转磁场后,最终到达照相底片的H点。可测量出G、H间的距离为。带电粒子的重力可忽略不计。求:
(1)粒子从加速电场射出时速度ν的大小。
(2)粒子速度选择器中匀强磁场的磁感强度B1的大小和方向。
(3)偏转磁场的磁感强度B2的大小。