水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ,它们之间的宽度为L,M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻)。现垂直于导轨搁一根质量为m,电阻为R的金属棒ab,并加一个范围较大的匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方,如图所示,问:(1)当ab棒静止时,受到的支持力和摩擦力各为多少?(2)若B的大小和方向均能改变,则要使ab棒所受支持力为零, B的大小至少为多少?此时B的方向如何?
如图所示,能发射电子的阴极k和金属板P之间所加电压为U1,其右侧有一平行板电容器,已知平行板的板长为L,板间距离为d,且电容器的上极板带负电荷,下极板带等量的正电荷,在两极板间还存在有垂直于纸面的匀强磁场。从阴极k发出的电子被kP之间的电场加速后从P板上的小孔О射出,然后射入电容器并刚好从两板正中间沿直线ОО′射出电容器,如果在电子进入电容器前撤去板间电场而不改变磁场,则电子刚好能从平行板的右侧边缘射出,不计电子初速度、重力和电子间的相互作用,且整个装置放在真空中。求: (1)匀强磁场的磁感应强度的方向; (2)加在电容器两板间的电压。
如图所示,两根无电阻导轨与水平面成角放置,两导轨间距离为d=0.5m,在导轨上垂直于导轨水平放一根质量m=0.2kg、长度略大于d、电阻R=4Ω的均匀金属杆,导轨下端与一个内阻r=1Ω电动势未知的电源两极相连,杆与导轨间最大静摩擦力N.当导轨间有竖直向上、磁感应强度为B=2T的匀强磁场时,杆与导轨间刚好无摩擦力.求: (1)电源的电动势E. (2)若将磁场改为垂直于导轨平面向下,要保证金属杆刚好不向下滑动,磁感应强度的大小不得超过多少?(g=10m/s2, sin37°="0.6," cos37°=0.8)
在间距d=0.1m、电势差U=103 V的两块竖立平行板中间,用一根长L=0.01m的绝缘细线悬挂一个质量m=0.2g、电量q=10-7C的带正电荷的小球,将小球拉到使丝线恰呈水平的位置A后由静止释放(如图所示),问: (1)小球摆至最低点B时的速度和线中的拉力多大? (2)若小球摆至B点时丝线突然断裂,以后小球能经过B点正下方的C点(C点在电场内,小球不会与正电荷极板相碰,不计空气阻力),则BC相距多远?(g=10m/s2)
电子以1.6×106m/s的速度沿着与磁场垂直的方向射入B=2.0×10-4T的匀强磁场中。求电子做匀速圆周运动的轨道半径和周期(电子的电量e=1.6×10-19C,电子的质量取⒐1×10-31 Kg)
如图为演示用的手摇发电机模型,匀强磁场磁感应强度B=" 0.5" T,线圈匝数N=50匝,线圈面积为S="0.48" m2,转动的角速度ω=2.5rad/s,线圈的总电阻r=1Ω,电阻R=2Ω。在匀速转动过程中,从中性面开始计时. (1) 写出电动势瞬时值表达式. (2) 求电阻R的发热功率P