许多仪器中可利用磁场控制带电粒子的运动轨迹。如图11所示的真空环境中,有一半径r=0.05m的圆形区域内存在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场,其右侧相距d=0.06m处有一足够大的竖直屏。从S处不断有比荷=108C/kg的带正电粒子以速度v=2×106m/s沿SQ方向射出,经过磁场区域后打在屏上。不计粒子重力,求:(1)粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径;(2)绕通过P点垂直纸面的轴,将该圆形磁场区域逆时针缓慢转动90°的过程中,粒子在屏上能打到的范围。
水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ,它们之间的宽度为L,M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻).现垂直于导轨搁一根质量为m,电阻为R的金属棒ab,并加一个范围较大的匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方,如图所示,问: (1)当ab棒静止时,受到的支持力和摩擦力各为多少? (2)若B的大小和方向均能改变,则要使ab棒所受支持力为零,B的大小至少为多少?此时B的方向如何?
两平行金属板A、B,接在U=4000V的直流电源上,两板间距离d=2cm,正极板接地.电场中a点距离B板为1cm,a,b间距为0.5cm,a,c间距离为1cm,如图所示.试求: (1)a、b间的电场强度的大小; (2)a、c两点的电势差.
电荷所带电荷量q=3.0×10﹣10C,在电场中的某一点所受的静电力F=6.3×10﹣7N,方向竖直向上,试求这一点的电场强度.若在这一点放一电荷量为q1=6.0×10﹣10C的电荷时,那么电荷所受静电力多大?若在这一点不放电荷时,这一点的场强多大?
如图所示,电源电动势E=3V,内阻r=3Ω,定值电阻R1=1Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为10Ω,求: (1)当滑动变阻器的阻值R2为多大时,电阻R1消耗的功率最大?电阻R1消耗的最大功率是多少? (2)当变阻器的阻值R2为多大时变阻器消耗功率的最大?变阻器消耗的最大功率是多少? (3)当变阻器的阻值为多大时,电源输出功率最大?电源输出的最大功率是多少?电源的效率为多大?
在研究微型电动机的性能时,应用如图的实验电路,当调节变阻器R使电动机停止转动时,电流表和电压表测得的数据是0.5A,2.0V,重新调节R使电动机恢复正常运转,此时电流表和电压表的读数分别是2.0A,30.0V,则这台电动机运转时的输出功率是多少?电动机的效率是多少?