如图所示,有一磁感强度B=0.1T的水平匀强磁场,垂直匀强磁场放置一很长的金属框架,框架上有一导体ab保持与框架边垂直、由静止开始下滑.已知ab长100cm,质量为0.1kg,电阻为0.1Ω,框架电阻不计,取g=10m/s2,求:
(1)导体ab下落的最大加速度和最大速度;
(2)导体ab在最大速度时产生的电功率.
如图所示, A、B、C、D为固定于竖直平面内的闭合绝缘轨道,AB段、CD段均为半径R=2.5m的半圆,BC、AD段水平,AD ="BC" =" 8" m,B、C之间的区域存在水平向右的有界匀强电场场强E= 6 ×105 V/m;质量为m = 4×10-3 kg、带电量q = +1×10-8C的小环套在轨道上,小环与轨道AD段之间存在摩擦且动摩擦因数处处相同,小环与轨道其余部分的摩擦忽略不计,现使小环在D点获得某一初速度沿轨道向左运动,若小环在轨道上可以无限循环运动,且小环每次到达圆弧上的A点时,对圆轨道刚好均无压力.求:
(1)小环通过A点时的速度多大;
(2)小环与AD段间的动摩擦因数μ;
(3)小环运动到D点时的速度多大.
在半径R=4000 km的某星球表面,宇航员做了如下实验,实验装置如图甲所示,竖直平面内的光滑轨道由轨道AB和圆弧轨道BC组成,将质量m=0.2 kg的小球从轨道上高H处的某点由静止滑下,用力传感器测出小球经过C点时对轨道的压力F,改变H的大小,可测出相应的F大小,F随H的变化关系如图乙所示,忽略星球自转.
求:(1)圆弧轨道BC的半径r;
(2)该星球的第一宇宙速度vⅠ.
粗糙的水平面上放置一质量为m =" 1.2" kg的小物块(可视为质点),对它施加F =" 3" N的水平作用力,使物块沿水平面向右匀加速运动.已知物块通过A点时的速度为vA =" 1" m/s,到达B点所用时间t1 =" 2" s,此后再运动x =" 8" m到达C点,到C点的速度为vC =" 5" m/s,
求:(1)物块在水平面上运动的加速度a
(2)物块与水平面间的动摩擦因数μ
如图所示,两平行金属板A、B长8cm,两板间距离d=8cm,A板比B板电势高300V,一带正电的粒子电荷量q=10-10C,质量m=10-20kg,沿电场中心线RO垂直电场线飞入电场,初速度υ0=2×106m/s,粒子飞出平行板电场后经过界面MN、PS间的无电场区域后,进入固定在O点的点电荷Q形成的电场区域,(设界面PS右边点电荷的电场分布不受界面的影响),已知两界面MN、PS相距为12cm,D是中心线RO与界面PS的交点,O点在中心线上,距离界面PS为9cm,粒子穿过界面PS最后垂直打在放置于中心线上的荧光屏bc上.(静电力常数k = 9.0×109N·m2/C2)
(1)求粒子穿过界面MN时偏离中心线RO的距离多远?到达PS界面时离D点多远?
(2)在图上粗略画出粒子运动的轨迹.
(3)确定点电荷Q的电性并求其电荷量的大小.(结果保留2位有效数字)
(10分)三只灯泡L1、L2和L3的额定电压分别为1.5V、1.5V和2.5V,它们的额定电流都为0.3A.若将它们连接成下图(1)、图(2)所示电路,且灯泡都正常发光,
(1)试求图(1)电路的总电流和电阻R2消耗的电功率;
(2)分别计算两电路电源提供的电功率,并说明哪个电路更节能.