如图所示,边长为L=0.20m的单匝正方形金属线框abcd放在方向垂直纸面向里,磁感应强度大小为B=0.50T有界匀强磁场中,线框的总电阻为R=1.0Ω,线框的右边与磁场边界平行。(1)若用一水平外力将线框以v=10m/s的速度匀速拉出磁场区域,求将线框完全拉出磁场区域的过程中,线框中产生的焦耳热。(2)若线框以ab边为轴逆时针在磁场中匀速转动,转动角速度ω=100rad/s,求线框中产生的热功率。
如图所示,导体杆ab的质量为m,电阻为R,放置在与水平成角的倾斜金属导轨上,导轨间距为d,电阻不计,系统处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B,电池内阻不计。 求:(1)若导轨光滑,电源电动势E多大时能使导体杆静止在导轨上? (2)若杆与导轨之间的动摩擦因数为,且不通电时导体不能静止在导轨上,则要使杆静止在导轨上,电源的电动势应多大?
一质量为m,电荷量为q的带负电的带电粒子,从A点射入宽度为d、磁感应强度为B的匀强磁场,MN、PQ为该磁场的边界线,磁感线垂直于纸面向里,如图所示带电粒子射入时的初速度与PQ成角,且粒子恰好没有从MN射出。(不计粒子所受重力) (1)求该带电粒子的初速度; (2)求该带电粒子从PQ边界射出的射出点到A点的距离x。
处于水平面的平行金属导轨MN与PQ间距为L,两导轨接在电动势为E,内阻为r的电源上,质量为m的直金属杆ab沿垂直导轨方向架在导轨上,ab杆的电阻为R,两金属导轨电阻不计,整个装置处于斜向上的匀强磁场中,已知磁感应强度为B,磁场方向与水平面之间的夹角为,如图所示,闭合开关S后,ab杆静止在水平导轨上不动,求此时ab杆所受摩擦力及导轨支持力为多大?
飞行时间质谱仪可以对气体分子进行分析.如图所示,在真空状态下,脉冲阀 P 喷出微量气体,经激光照射产生不同价位的正离子,自 a 板小孔进入 a 、 b 间的加速电场,从 b 板小孔射出,沿中线方向进入 M 、 N 板间的偏转控制区,到达探测器.已知元电荷电量为 e , a 、 b 板间距为 d ,极板 M 、 N 的长度和间距均为 L .不计离子重力及进入 a 板时的初速度.
(1)当 a、b 间的电压为 U 1 时,在 M 、 N 间加上适当的电压 U 2 ,使离子到达探测器。请导出离子的全部飞行时间与比荷 K ( K= n e m )的关系式。 (2)去掉偏转电压 U 2 ,在 M、N 间区域加上垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度 B ,若进入 a、b 间所有离子质量均为 m ,要使所有的离子均能通过控制区从右侧飞出, a、b 间的加速电压 U 1 至少为多少?
如图所示,相距20 cm的两根光滑平行铜导轨,导轨平面倾角为=,上面放着质量为80 g的金属杆ab,整个装置放在B="0.2" T的匀强磁场中。 (1)若磁场方向竖直向下,要使金属杆静止在导轨上,必须通以多大的电流? (2)若磁场方向垂直斜面向下,要使金属杆静止在导轨上,必须通过多大的电流?