如图所示,U形导轨固定在水平面上,右端放有质量为m的金属棒ab,ab与导轨间的动摩擦因数为μ,金属棒与导轨围成正方形,边长为L,金属棒接入电路的电阻为R,导轨的电阻不计。从t=0时刻起,加一竖直向上的匀强磁场,其磁感应强度随时间的变化规律为B=kt(k>0),设金属棒与导轨间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)求金属棒滑动前,通过金属棒的电流的大小和方向;
(2)t为多大时,金属棒开始移动?
(3)从t=0时刻起到金属棒开始运动的过程中,金属棒中产生的焦耳热多大?
如图所示,电源电动势E=10 V,内阻不计,两电容器 C1=C2="30" μF,电阻R1="4.0" Ω,R2="6.0" Ω,开关S是闭合的,求断开S以后,求通过R1的电量。
如图所示的电路中,电源由4个相同的干电池串联而成,每个电池的电动势为1.5 V,内电阻为0.5 Ω,外电路电阻R1="2" Ω,R2=R3="4" Ω。试求:
(1)当开关S与A接通时,电路中的总电流和R2消耗的功率;
(2)当开关S与B接通时,电源的路端电压。
如图所示,A、B、C为三块水平放置的金属板,板的厚度不计,间距均为d。A、B板中央有小孔,电路中三个电阻的阻值均为R,电源内阻也为R。现有一质量为m的带正电液滴在距A板小孔正上方为d的P处由静止开始下落,不计空气阻力,当它达到C板时速度恰为零。求:
(1)液滴通过B板中央小孔时的速度大小;
(2)液滴从P处到达B板的运动过程中其电势能变化了多少?
如图所示,AB、CD为两根平行的相同的均匀电阻丝,EF为另一根电阻丝,其电阻为R,它可以在AB、CD上滑动并保持与AB垂直,EF与AB、CD接触良好.图中电压表为理想电压表.电池的电动势和内阻都不变.B、D与电池两极连接的导线的电阻可忽略.当EF处于图中位置时,电压表的读数为U1="4.0" V.已知将EF由图中位置向左移动一段距离△L后,电压表的读数变为U2="3.0" V.若将EF由图中位置向右移动一段距离△L,电压表的读数U3是多少?
(16分)如图所示,在矩形ABCD区域内,对角线BD以上的区域存在有平行于AD向下的匀强电场,对角线BD以下的区域存在有垂直于纸面的匀强磁场(图中未标出),矩形AD边长为L,AB边长为2L.一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子(重力不计)以初速度v0从A点沿AB方向进入电场,在对角线BD的中点P处进入磁场,并从DC边上以垂直于DC边的速度离开磁场(图中未画出),求:
(1)带电粒子经过P点时速度v的大小和方向;
(2)电场强度E的大小;
(3)磁场的磁感应强度B的大小和方向.