如图所示,一根电阻为R=12Ω的电阻丝做成一个半径为r=1m的圆形导线框,竖直放置在水平匀强磁场中,线框平面与磁场方向垂直,磁感强度为B=0.2T,现有一根质量为m=0.1kg、电阻不计的导体棒,自圆形线框最高点静止起沿线框下落,在下落过程中始终与线框良好接触,已知下落距离为r/2时,棒的速度大小为v1=m/s,下落到经过圆心时棒的速度大小为v2 =m/s,(取g=10m/s2),试求: 下落距离为r/2时棒的加速度, 从开始下落到经过圆心的过程中线框中产生的热量.
(12分)如下图所示,初速度为零的负离子经电势差为U的匀强电场加速后,从离子枪T 中水平射出,经过一段路程后进入水平放置的距离为d的两平行金属板MN和PQ之间, 离子所经空间存在着磁感应强度为B的匀强磁场.不考虑离子重力作用,离子的荷质比在什么范围内,离子才能打在金属板PQ上?
如下图所示,把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半径为a的圆环,水平固定在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,一长度为2a,电阻等于R,粗细均匀的金属棒MN放在圆环上,它与圆环始终保持良好的接触.当金属棒以恒定速度v向右移动经过环心O时,求: (1)棒上电流的大小和方向及棒两端的电压UMN; (2)在圆环和金属棒上消耗的总热功率.
如下图所示,匀强电场中A、B、C三点构成一个直角三角形,把电荷量q=-2×10-10C的点电荷由A点移动到B点,电场力做功4.8×10-8 J,再由B点移到C点电荷克服电场力做功4.8×10-8 J,取B点的电势为零,求A、C两点的电势及匀强电场的场强方向.
如下图所示,线圈abcd每边长l=0.20 m,线圈质量m1=0.10 kg,电阻R=0.10 Ω ,砝码质量m2=0.14 kg.线圈上方的匀强磁场的磁感应强度B=0.5 T,方向垂直线圈平面向里,磁场区域的宽度为h=l=0.20 m.砝码从某一位置下降,使ab边进入磁场开始做匀速运动.求线圈做匀速运动的速度大小.
如图所示,竖直平面坐标系xOy的第一象限,有垂直xOy面向外的水平匀强磁场和竖直向上的匀强电场,大小分别为B和E;第四象限有垂直xOy面向里的水平匀强电场,大小也为E;第三象限内有一绝缘光滑竖直放置的半径为R的半圆轨道,轨道最高点与坐标原点O相切,最低点与绝缘光滑水平面相切于N。一质量为m的带电小球从y轴上(y>0)的P点沿x轴正方向进入第一象限后做圆周运动,恰好通过坐标原点O,且水平切入半圆轨道并沿轨道内侧运动,过N点水平进入第四象限,并在电场中运动(已知重力加速度为g)。 (1)判断小球的带电性质并求出其所带电荷量; (2)P点距坐标原点O至少多高; (3)若该小球以满足(2)中OP最小值的位置和对应速度进入第一象限,通过N点开始计时,经时间小球距N点的距离s为多远。