一个截面呈圆形的细管被弯成大圆环,并固定在竖直平面里。在管内的环底A处有一个质量为m、直径比管径略小的小球,小球上连有一根穿过位于环顶B处管口的轻绳,在外力F的作用下小球以恒定速率v沿管壁做半径为R的匀速圆周运动,如图所示,已知小球与管内壁中位于大环外侧部分的动摩擦系数为μ,而大环内侧部分的管内壁则是光滑的。忽略大环内、外侧半径的差别,认为均为R.试求小球从A点运动到B点过程中力F做的功。
如图所示,一群(不计重力)质量为m,电量为q的带正电的粒子从左侧小孔进入电场强度为E,磁感应强度为B的速度选择器(方向如图所示)后,紧接着从右侧小孔进入垂直于纸面向外的两个匀强磁场区域,其磁感应强度分别为B和2B,从磁场Ⅰ的边界MN上的a点进入磁场Ⅰ,经过时间穿过磁场Ⅰ后进入右边磁场Ⅱ并按某一路径再返回到磁场Ⅰ的边界MN上的某一点b(图中末画出),(途中虚线为磁场区域的分界面)求: (1)带电粒子进入磁场时的速度; (2)中间场区的宽度d; (3)粒子从a点到b点所经历的时间tab; (4)入射点a到出射点b的距离;
如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为L、质量为m的直导体棒ab,通以方向向里的电流,电流强度为I,重力加速度为g, (1)若加竖直向上的匀强磁场,使导体棒静止在斜面上,求所加磁场的磁感应强度B的大小; (2)若匀强磁场的大小、方向都可以改变,要使导体棒能静止在斜面上,求所加磁场的磁感应强度B的最小值和所对应方向。
如图所示,电阻R1=8Ω,电动机绕组电阻R0=2Ω,当电键K断开时,电阻R1消耗的电功率是2.88W;当电键闭合时,电阻R1消耗的电功率是2W,若电源的电动势为6V.求:电键闭合时,电动机输出的机械功率.
如图所示,虚线所围区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B。一束电子沿圆形区域的直径方向以速度v射入磁场,电子束经过磁场区后,其运动的方向与原入射方向成θ角。设电子质量为m,电荷量为e,不计电子之间的相互作用力及所受的重力。求: (1)电子在磁场中运动轨迹的半径R;(2)电子在磁场中运动的时间t; (3)圆形磁场区域的半径r。
如图所示,电源电动势E=10.0V,其内阻不计。固定电阻的阻值R1=4.0,可变电阻R2的阻值可在0~10.0之间调节,电容器的电容C=30.0μF。求: (1)闭合开关S,当R2取何值时,R2消耗的功率最大,最大功率为多少。 (2)在R2消耗的功率最大状态时,将开关S断开,这以后流过R1的总电荷量为多少?