钍核发生衰变生成镭核并放出一个粒子.设该粒子的质量为m、电荷量为q,它进入电势差为U的带窄缝的平行平板电极S1和S2间电场时,其速度为v0,经电场加速后,沿Ox方向进入磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的有界匀强磁场,Ox垂直平板电极S2,当粒子从P点离开磁场时,其速度方向与Ox方向的夹角θ=60°,如图所示,整个装置处于真空中.(1)写出钍核衰变方程;(2)求粒子在磁场中沿圆弧运动的轨道半径R;(3)求粒子在磁场中运动所用的时间t.
如图所示,一个变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在220 V的市电上,向额定电压为1.80×104 V的霓虹灯供电,使它正常发光.为了安全,需在原线圈回路中接入熔断器,使副线圈电路中电流超过12 mA时,熔丝就熔断. (1)熔丝的熔断电流是多大? (2)当副线圈电路中电流为10 mA时,变压器的输入功率是多大?
家用微波炉是一种利用微波的电磁能加热食物的新型灶具,主要由磁控管、波导管、微波加热器、炉门、直流电源、冷却系统、控制系统、外壳组成.接通电源后,220 V交流电经一变压器,一方面在次级产生3.4 V交流对磁控管加热,同时在次级产生2 000 V高压经整流加到磁控管的阴、阳两极之间,使磁控管产生频率为2 450 MHz的微波,微波输送至金属制成的加热器(炉腔),被来回反射,微波的电磁作用使食物分子高频地运动而内外同时生热,迅速熟透,并能最大限度地保存食物中的维生素. (1)试计算微波炉变压器的高压变压比; (2)微波炉产生的高频微波若发生泄漏会造成电磁辐射污染,直接伤害人的肌体,试说明其中的原因; (3)正常工作时微波炉的炉门对微波起着很好的反射和屏蔽作用,开门前务必先让微波发生电路停止工作.为了方便微波炉的操作,需要设计一保护开关,它能在炉门被打开前自动断电.为了防止微波大量泄漏,该开关必须保证在炉门被打开之前的一定时间内完成断电动作,这一时间称为保护开关动作的时间提前量Δt.假设微波在食品以及在空气中的速度都差不多,微波炉炉腔对角线约50 cm.且微波束每次穿过炉中食品仅被吸收1/1 000,若要求炉门打开时炉内微波强度至少应衰减到正常工作时的百万分之一,请估算保护开关动作的时间提前量Δt的数量级,并根据估算结果发表讨论.(lg0.999=-4.345×10-4)
如图所示,匝数为100、边长为 0.2 m的正方形线圈,在磁感应强度为2 T的匀强磁场中,从中性面开始以10π rad/s的角速度绕OO′轴匀速转动.若线圈自身电阻为2 Ω,负载电阻R="6" Ω,π2≈10,则开始转动s内在电阻R上产生的热量为多少焦耳?
一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动.线圈匝数n=100,穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间按正弦规律变化,如右上图所示.发电机内阻r="5.0" Ω,外电路电阻R="95" Ω.求: (1)该发电机所产生的感应电动势的最大值; (2)在电阻R上产生的热功率.
如图所示为交流发电机示意图,匝数为n=100匝的矩形线圈,边长分别为10 cm和20 cm,内阻为 5 Ω,在磁感应强度B="0.5" T的匀强磁场中绕OO′轴以502 rad/s的角速度匀速转动,线圈和外部 20 Ω的电阻R相接.求: (1)当S断开时,电压表的示数; (2)当电键S合上时,电压表和电流表的示数; (3)通过电阻R的电流最大值是多少?电阻R上所消耗的电功率是多少?