如图所示,在一个圆形区域内,两个方向都垂直于纸面向外的匀强磁场分布在以直径A2A4为边界的两个半圆形区域I、Ⅱ中,直径A2A4与A1A3的夹角为60°,一质量为、带电荷量为的粒子以某一速度从I区的边缘点A2处沿与A2A3成30°角的方向射人磁场,再以垂直A2A4的方向经过圆心D进入Ⅱ区,最后再从A2处射出磁场。已知该粒子从射入到射出磁场所用的时间为t,求I区和Ⅱ区中磁感应强度B1和B2的大小(忽略粒子重力)。
如图所示,两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距为L0、M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下,导轨和金属杆的电阻可忽略。让ab杆沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦。(1)由b向a方向看到的装置如图所示,请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图;(2)在加速下滑过程中,当ab杆的速度大小为v时,求此时ab杆中的电流及其加速度的大小;(3)求在下滑过程中,ab杆可以达到的速度最大值。
如图所示,在x轴上方有磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的均匀磁场,x轴下方有电场为E、方向竖直向下的均匀电场,现有一质量为m、电量为q的粒子从y轴上某一点由静止开始释放,重力忽略不计,为使它能到达x轴上位置为x=L的一点Q,求:(1)释放的粒子带何种电荷?(2)释放点的位置?
据报道,我国最近实施的“双星”计划发射的卫星中放置一种磁强计,用于测定地磁场的磁感应强度等研究项目。磁强计的原理如图所示,电路中有一段金属导体,它的横截面积是宽为a、高为b的长方形,放在沿y轴正方向的匀强磁场中,导体中通有沿x正方向、大小为I的电流。已知金属导体单位体积中的自由电子数为n,电子电量为e。金属导电过程中,自由电子做定向移动可视为匀速运动。测出金属导体前后两个侧面间的电势差为U。(1)金属导体前后两个侧面(z=a为前侧面, z=0为后侧面)哪个电势较高? (2)求磁场磁感应强度B的大小。
如图所示,用长L=0.50m的绝缘轻质细线,把一个质量m=1.0g带电小球悬挂在带等量异种电荷的平行金属板之间,平行金属板间的距离d=5.0cm,两板间电压U=1.0×103V。静止时,绝缘线偏离竖直方向θ角,小球偏离竖直距离a=1.0cm。(θ角很小,为计算方便可认为tanθ≈sinθ,取g=10m/s2,需要求出具体数值,不能用θ角表示)求:(1)两板间电场强度的大小;(2)小球带的电荷量。 (3)若细线突然被剪断,小球在板间如何运动?
在“测定金属的电阻率”的实验中,用螺旋测微器测量金属丝直径d时的刻度位置如图所示,用米尺测量金属丝的长度。金属丝的电阻大约为10Ω。先用伏安法测出金属丝的电阻,然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。(1)从图中读出金属丝的直径为___________mm。(2)在用伏安法测定金属丝的电阻时,除被测的电阻丝外,还有如下供选择的实验器材:直流电源:电动势约6V,内阻很小;电流表:量程0~0.6A,内阻10Ω;电流表:量程0~3.0A,内阻0.1Ω;电压表V:量程0~3V,内阻6kΩ;滑动变阻器:最大阻值2kΩ,额定电流0.5A;滑动变阻器:最大阻值10Ω,额定电流2A;开关、导线等。在可供选择的器材中,应该选用的电流表是_____________,应该选用的滑动变阻器是 .(3)根据所选的器材,在右边方框内画出实验电路图。(4)若电压表的读数为U,电流表的读数为I,则计算金属材料的电阻率的表达式为=____________(用测得量的符号表示)