氢核(H)和氦核(He)垂直射入同一有界匀强电场,分别求在下列情况下离开电场时它们的横向位移之比:(1)初速相同;(2)初动能相同;(3)初动量相同;(4)先经过同一加速电场后进入偏转电场。
有一质量为M、长度为l的矩形绝缘板放在光滑的水平面上,另一质量为m、带电量的绝对值为q的物块(视为质点),以初速度v0从绝缘板的上表面的左端沿水平方向滑入,绝缘板周围空间是范围足够大的匀强电场区域,其场强大小,方向竖直向下,如图所示。已知物块与绝缘板间的动摩擦因数恒定,物块运动到绝缘板的右端时恰好相对于绝缘板静止;若将匀强电场的方向改变为竖直向上,场强大小不变,且物块仍以原初速度从绝缘板左端的上表面滑入,结果两者相对静止时,物块未到达绝缘板的右端。求:(1)场强方向竖直向下时,物块在绝缘板上滑动的过程中,系统损失的动能;(2)场强方向竖直向下与竖直向上时,物块受到的支持力之比;(3)场强方向竖直向上时,物块相对于绝缘板滑行的距离。
如图甲所示,平行金属导轨竖直放置,导轨间距为L=1 m,上端接有电阻R1=3 Ω,下端接有电阻R2=6 Ω,虚线OO′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场。现将质量m=0.1 kg、电阻不计的金属杆ab,从OO′上方某处垂直导轨由静止释放,杆下落0.2 m过程中始终与导轨保持良好接触,杆的加速度a与下落距离h的关系图象如图乙所示。求:(1)磁感应强度B;(2)杆下落0.2 m的过程中通过电阻R2的电荷量q。
如图所示为小型旋转电枢式交流发电机的原理图,其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动,线圈的匝数n=100,电阻r=10 Ω,线圈的两端经集流环与电阻R连接,电阻R=90 Ω,与R并联的交流电压表为理想电表。在t=0时刻,线圈平面与磁场方向平行,穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按图乙所示正弦规律变化。求:(1)交流发电机产生的电动势的最大值;(2)电路中交流电压表的示数。
物体静止在水平地面上,对它施加竖直向上的大小为F的恒定拉力,物体离地运动起来,经时间t撤去该拉力,物体又运动了时间3 t时,速度减为零,不计空气阻力,求:(1)物体的质量;(2)物体离开地面的最大高度。
如图19所示,固定的水平光滑金属导轨,间距为L,左端接有阻值为R的电阻,处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中,质量为m的导体棒与固定弹簧相连,放在导轨上,导轨与导体棒的电阻均可忽略,初始时刻,弹簧恰处于自然长度,导体棒具有水平向右的初速度υ0,在沿导轨往复运动的过程中,导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。(1)求初始时刻导体棒受到的安培力;(2)若导体棒从初始时刻到速度第一次为零时,弹簧的弹性势能为Ep,则这一过程中安培力所做的功W1和电阻R上产生的焦耳热Q1分别为什么?(3)导体棒往复运动,最终静止于何处?从导体棒开始运动直到最终静止的过程中,电阻R上产生的焦耳热Q为多少?