(16分)在平面直角坐标系xOy中,第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场,经x轴上的N点与x轴正方向成θ=60°角射入磁场,最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场,如图所示,不计粒子重力,求(1)M、N两点间的电势差UMN;(2)粒子在磁场中运动的轨道半径r;(3)粒子从M点运动到P点的总时间t
物体A的质量为2 kg,两根轻细绳b和c的一端连接于竖直墙上,另一端系于物体A上,在物体A上另施加一个方向与水平线成角的拉力F,相关几何关系如图所示,。若要使两绳都能伸直,求拉力F的大小范围。(g取10 m/s2)
一水平放置的水管,距地面高h=1.8m,管内横截面积S=2.0cm2,有水从管口处以不变的速度v=2.0m/s源源不断地沿水平方向射出,设出口处横截面积上各处水的速度都相同,并假设水流在空中不散开,取g=10m/s2,不计空气阻力,求水流稳定后在空中有多少立方米的水?
如图甲所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成30°角,两导轨的间距l=0.50m,一端接有阻值R=1.0Ω的电阻。质量m=0.10kg的金属棒ab置于导轨上,与轨道垂直,电阻r=0.25Ω。整个装置处于磁感应强度B=1.0T的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下。t=0时刻,对金属棒施加一平行于导轨向上的外力F,使之由静止开始沿斜面向上运动,运动过程中电路中的电流随时间t变化的关系如图乙所示。电路中其他部分电阻忽略不计,g取10m/s2,求: (1)4.0s末金属棒ab瞬时速度的大小; (2)4.0s末力F的瞬时功率。
如图所示,一交流发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动,线圈匝数N=100,线圈电阻r=3Ω,ab=cd=0.5m,bc=ad=0.4m,磁感应强度B=0.5T,电阻R=311Ω,当线圈以n=300r/min的转速匀速转动时,求: (1)感应电动势的最大值; (2)t=0时刻,线圈在图示位置,写出此交变电流电动势的瞬时值表达式; (3)此电压表的示数是多少?
如图所示,带有微小开口(开口长度可忽略)的单匝线圈处于垂直纸面向里的匀强磁场中,线圈的直径为m,电阻,开口处AB通过导线与电阻R=8Ω相连,已知磁场随时间的变化图像如乙图所示,求: (1)线圈AB两端的电压大小为多少? (2)在前2秒内电阻上的发热量为多少?