如图10所示,MN、PQ是两条水平放置的平行光滑导轨,其阻值可以忽略不计,轨道间距L=0.6m。匀强磁场垂直导轨平面向下,磁感应强度B=1.0×10T,金属杆ab垂直于导轨放置与导轨接触良好,ab杆在导轨间部分的电阻r=1.0Ω,在导轨的左侧连接有电阻R1、R2,阻值分别为R1="3.0Ω," R2 =6.0Ω,ab杆在外力作用下以v=5.0m/s的速度向右匀速运动。(1)ab杆哪端的电势高?(2)求通过ab杆的电流I。
如图甲所示,间距为 d 、垂直于纸面的两平行板 P 、 Q 间存在匀强磁场。取垂直于纸面向里为磁场的正方向,磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示。 t=0 时刻,一质量为 m 、带电荷量为 +q 的粒子(不计重力),以初速度 v 0 由 Q 板左端靠近板面的位置,沿垂直于磁场且平行于板面的方向射入磁场区。当 B 0 和 T B 取某些特定值时,可使 t=0 时刻入射的粒子经 Δt 时间恰能垂直打在 P 板上(不考虑粒子反弹)。上述 m 、 q 、 d 、 v 0 为已知量。 (1)若 Δt= 1 2 T B ,求 B 0 ; (2)若 Δt= 3 2 T B ,求粒子在磁场中运动时加速度的大小; (3) 若 B 0 = 4 m v 0 q d ,为使粒子仍能垂直打在 P 板上,求 T B 。
研究表明,一般人的刹车反应时间(即图甲中"反应过程"所用时间) t 0 =0.4 s ,但饮酒会导致反应时间延长。在某次试验中,志愿者少量饮酒后驾车以 v 0 =72 km/h 的速度在试验场的水平路面上匀速行驶,从发现情况到汽车停止,行驶距离 L =39 m 。减速过程中汽车位移 s 与速度 v 的关系曲线如图乙所示,此过程可视为匀变速直线运动。取重力加速度的大小 g =10 m/s2 。求: (1)减速过程汽车加速度的大小及所用时间; (2)饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少; (3)减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值。
如图所示,足够大的平行挡板 A 1 、 A 2 竖直放置,间距 6L 。两板间存在两个方向相反的匀强磁场区域 Ⅰ 和 Ⅱ ,以水平面 MN 为理想分界面, Ⅰ 区的磁感应强度为 B 0 ,方向垂直纸面向外。 A 1 、 A 2 上各有位置正对的小孔 S 1 、 S 2 ,两孔与分界面 MN 的距离均为 L ,质量为 m 、电荷量为 +q 的粒子经宽度为 d 的匀强电场由静止加速后,沿水平方向从 S 1 进入 Ⅰ 区,并直接偏转到 MN 上的 P 点,再进入 Ⅱ 区, P 点与 A 1 板的距离是 L 的 k 倍。不计重力,碰到挡板的粒子不予考虑。
(1)若 k=1 ,求匀强电场的电场强度 E ; (2)若 2<k<3 ,且粒子沿水平方向从 S 2 射出,求出粒子在磁场中的速度大小 v 与 k 的关系式和 Ⅱ 区的磁感应强度 B 与 k 的关系式。
如图所示的水平轨道中, AC 段的中点 B 的正上方有一探测器, C 处有一竖直挡板。物体 P 1 沿轨道向右以速度 v 1 与静止在 A 点的物体 P 2 碰撞,并接合成复合体 P 。以此碰撞时刻为计时零点,探测器只在 t 1 =2s 至 t 2 =4s 内工作。已知 P 1 、 P 2 的质量都为 m=1kg , P与AC 间的动摩擦因数为, AB 段长, g取10m/s 2。 P 1 、 P 2 和 P 均视为质点, P 与挡板的碰撞为弹性碰撞。 (1)若 v 1 =6m/s ,求 P 1 、 P 2 碰后瞬间的速度大小 v 和碰撞损失的动能;
(2)若 P 与挡板碰后,能在探测器的工作时间内通过 B 点,求 v 1 的取值范围和 P 向左经过 A 点时的最大动能 E 。
如图,某一新型发电装置的发电管是横截面为矩形的水平管道,管道的长为 L 、宽度为 d 、高为 h ,上下两面是绝缘板,前后两侧面 M 、 N 是电阻可忽略的导体板,两导体板与开关S和定值电阻 R 相连。整个管道置于磁感应强度大小为 B ,方向沿 z 轴正方向的匀强磁场中。管道内始终充满电阻率为 ρ 的导电液体(有大量的正、负离子),且开关闭合前后,液体在管道进、出口两端压强差的作用下,均以恒定速率v0沿x轴正向流动,液体所受的摩擦阻力不变。 (1)求开关闭合前, M 、 N 两板间的电势差大小 U 0 ; (2)求开关闭合前后,管道两端压强差的变化 ∆p ; (3)调整矩形管道的宽和高,但保持其它量和矩形管道的横截面 S=dh 不变,求电阻 R 可获得的最大功率 P m 及相应的宽高比 d/h 的值。