如图甲,相距为L=1m的光滑平行金属导轨水平放置,导轨一部分处在垂直导轨平面的匀强磁场中,OO’为磁场右边界,磁感应强度为B=2T,导轨右侧接有定值电阻R=4,导轨电阻忽略不计。在距OO’为L=1m处垂直导轨放置一质量为m=1kg、电阻不计的金属杆ab。若ab杆在水平向右的恒力F作用下由静止开始向右运动,其速度-位移的关系图象如图乙所示(图中坐标值均为已知量),求(1)恒力F大小是多少?(2)在此过程中电阻R上产生的电热Q1是多少?(3)ab杆在离开磁场前瞬间的加速度为多少?
如图,线圈abcd的面积是0.05 m2,共100匝,线圈电阻为1 Ω,外接电阻R为9 Ω,匀强磁场的磁感应强度为B=T,当线圈以300 r/min的转速匀速旋转时,求: (1)若从线圈处于中性面开始计时,写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式; (2)电路中,电压表和电流表的示数各是多少?
(10分). “┙”型滑板,(平面部分足够长),质量为4m,距滑板的A壁为L1距离的B处放有一质量为m,电量为+q的大小不计的小物体,小物体与板面的摩擦不计,整个装置处于场强为E的匀强电场中,初始时刻,滑板与小物体都静止,试求: (1)释放小物体,第一次与滑板A壁碰前小物体的速度v1多大? (2)若小物体与A壁碰后相对水平面的速度大小为碰前的,碰撞时间极短,则碰撞后滑板速度多大?(均指对地速度) (3)若滑板足够长,小物体从开始运动到第二次碰撞前,电场力做功为多大?
(8分).如图,一绝缘细圆环半径为r,环面处于水平面内,场强为E的匀强电场与圆环平面平行.环上穿有一电量为+q、质量为m的小球,可沿圆环做无摩擦的圆周运动.若小球经A点时速度的方向恰与电场垂直,且圆环与小球间沿水平方向无力的作用(设地球表面重力加速度为g).则: (1)小球经过A点时的速度大小vA是多大? (2)当小球运动到与A点对称的B点时,小球的速度是多大?圆环对小球的作用力大小是多少? (3)若Eq=mg,小球的最大动能为多少?
(8分).水平放置的两块平行金属板长L=5.0cm,两板间距d=1.0cm,两板间电压为90v,且上板为正,一个电子沿水平方向以速度v0=2.0×107m/s,从两板中间射入,如图,求:(电子质量m=9.01×10-31kg) (1)电子飞出电场时沿垂直于板方向偏移的距离是多少? (2)电子飞出电场时的垂直于板方向的速度是多少? (3)电子离开电场后,打在屏上的P点,若S=10cm,求OP的长?
(6分).匀强电场中,将一电荷量为2×10-5C的负电荷由A点移到B点,其电势能增加了0.1J,已知A、B两点间距为2cm,两点连线与电场方向成60°角,如图所示,问: (1)在电荷由A移到B的过程中,电场力做了多少功? (2)A、B两点间的电势差为多少? (3)该匀强电场的电场强度为多大?