如图所示,在xoy平面直角坐标系的第一象限有射线OA,OA与x轴正方向夹角为30°,OA与y轴所夹区域内有沿y轴负方向的匀强电场,其他区域存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场。有一质量为m、电量为q的带正电粒子,从y轴上的P点沿着x轴正方向以初速度v0射入电场,运动一段时间后经过Q点垂直于射线OA进入磁场,经磁场偏转,过y轴正半轴上的M点再次垂直进入匀强电场。已知OP=h,不计粒子重力,求:(1)粒子经过Q点时的速度大小;(2)匀强电场电场强度的大小;(3)粒子从Q点运动到M点所用的时间。
如图所示,足够长的间距为L=0.2m光滑水平导轨EM、FN与PM、QN相连,PM、QN是两根半径为d=0.4m的光滑的圆弧导轨,O、P连线水平,M、N与E、F在同一水平高度,水平和圆弧导轨电阻不计,在其上端连有一阻值为R=8W的电阻,在PQ左侧有处于竖直向上的有界匀强磁场,磁感应强度大小为B0=6T。现有一根长度稍大于L、质量为m=0.2kg、电阻为r=2W的金属棒从轨道的顶端P处由静止开始下滑,到达轨道底端MN时对轨道的压力为2mg,取g=10m/s2,求:(1)棒到达最低点MN时金属棒两端的电压;(2)棒下滑到MN过程中金属棒产生的热量;(3)从棒进入EM、FN水平轨道后开始计时,磁场随时间发生变化,恰好使棒做匀速直线运动,求磁感应强度B随时间变化的表达式。
图(甲)为小型旋转电枢式交流发电机的原理图,其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动,线圈的匝数n =100匝、电阻r =10W,线圈的两端经集流环与电阻R连接,电阻R =" 90" Ω,与R并联的交流电压表为理想电表。在t =0时刻,线圈平面与磁场方向平行,穿过每匝线圈的磁通量F随时间t按图15(乙)所示正弦规律变化。 求:(1) 从1.57×10-2s到4.71×10-2s内通过电阻R上的电量q。(2)电路中交流电压表的示数。(3)线圈匀速转动一周的过程中,外力所做的功W外。
如图所示,一小型发电站通过理想升压、降压变压器把电能输送给用户,已知发电机的输出功率为P=500kW,输出电压为U1=500V,升压变压器B1原、副线圈的匝数比为n1:n2=1:5,两变压器间输电导线的总电阻为R=1.5Ω。降压变压器B2的输出电压为U4=220V,不计变压器的损耗。求:(1)输电导线上损失的功率P损;(2)降压变压器B2的原、副线圈的匝数比n3:n4。
(8分)如图所示,图甲为热敏电阻的R-t图象,图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路,继电器线圈的电阻为200 Ω。当线圈中的电流大于或等于20 mA时,继电器的衔铁被吸合。为继电器线圈供电的电池的电动势E=6 V,内阻可以不计。图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。(1)应该把恒温箱内的加热器接在_____________端。(填“A、B”、“C、D”)(2)如果要使恒温箱内的温度保持100℃,可变电阻R′的值应调节为___________Ω。
如图所示,直角坐标系xOy位于竖直平面内,在‑m≤x≤0的区域内有磁感应强度大小B = 4.0×10-4T、方向垂直于纸面向里的条形匀强磁场,其左边界与x轴交于P点;在x>0的区域内有电场强度大小E = 4N/C、方向沿y轴正方向的条形匀强电场,其宽度d = 2m。一质量m = 6.4×10-27kg、电荷量q =‑3.2×10‑19C的带电粒子从P点以速度v =4×104m/s,沿与x轴正方向成α=60°角射入磁场,经磁场、电场偏转后,最终通过x轴上的Q点(图中未标出),不计粒子重力。求:(1)带电粒子在磁场中运动时间;(2)当电场左边界与y轴重合时Q点的横坐标;(3)若只改变上述电场强度的大小,要求带电粒子仍能通过Q点,讨论此电场左边界的横坐标x′与电场强度的大小E′的函数关系。