法拉第曾提出一种利用河流发电的设想,并进行了实验研究.实验装置的示意图可用图4-12-6表示,两块面积均为S的矩形金属板平行、正对、竖直地全部浸在河水中,间距为d.水流速度处处相同,大小为v,方向水平.金属板与水流方向平行.地磁场磁感应强度的竖直分量为B,水的电阻率为ρ,水面上方有一阻值为R的电阻通过绝缘导线和开关K连接到两金属板上.忽略边缘效应,求:(1)该发电装置产生的电动势;(2)通过电阻R的电流;(3)电阻R消耗的电功率.
特战队员从悬停在空中离地235m高的直升机上沿绳下滑进行降落训练,某特战队员和他携带的武器质量共为80 kg,设特战队员用特制的手套轻握绳子时可获得200 N的摩擦阻力,紧握绳子时可获得1000 N的摩擦阻力,下滑过程中特战队员至少轻握绳子才能确保安全.不计空气对人的阻力,g取10m/s2.求: (1)特战队员轻握绳子降落时的加速度是多大?如果特战队员从静止开始下落且一直轻握绳子,落到地面时的动能为多大? (2)某队员在训练时由静止开始下落,他先轻握绳子做了一段时间的匀加速运动,然后又立即紧握绳子做了一段时间的匀减速运动,测得他落到地面时的速度大小为5m/s,求他轻握绳子阶段所经历的时间和他在下滑过程中的最大动能.
如图所示,在y>0的空间中存在匀强电场,场强沿y轴负方向;在y<0的空间中,存在匀强磁场,磁场方向垂直xy平面(纸面)向外。一电量为q、质量为m的带正电的运动粒子,经过y轴上y=h处的点P1时速率为v0,方向沿x轴正方向;然后,经过x轴上x=2h处的 P2点进入磁场,并经过y轴上y=处的P3点。不计重力。 求:(l)电场强度的大小 (2)粒子到达P2时的速度 (3)磁感应强度的大小。
如图所示,一带电平行板电容器水平放置,金属板M上开有一小孔.有A、B、C三个质量均为m、电荷量均为+q的带电小球(可视为质点),其间用长为L的绝缘轻杆相连,处于竖直状态.已知M、N两板间距为3L,现使A小球恰好位于小孔中,由静止释放并让三个带电小球保持竖直下落,当A球到达N极板时速度刚好为零,求: ⑴三个小球从静止开始运动到A球刚好到达N板的过程中,重力势能的减少量; ⑵两极板间的电压; ⑶小球在运动过程中的最大速率.
如图所示,在空中有一水平方向的匀强磁场区域,区域上下边缘间距离为h,磁感应强度为B,有一宽度为b(b<h)、长度为L、电阻为R、质量为m的矩形导体线圈紧贴磁场区域上边缘从静止起竖直下落,当线圈的PQ边到达磁场下边缘时,恰好开始做匀速运动。求: (1)线圈的M、N边刚好进入磁场时,线圈的速度大小。 (2)线圈从开始下落到刚好完全进入磁场所经历的时间。
如图所示,在y轴的右方有一磁感应强度为B的方向垂直纸面向外的匀强磁场,在x轴的下方有一场强为E的方向平行x轴向右的匀强电场。有一铅板放置在y轴处,且与纸面垂直。现有一质量为m、电荷量为q的粒子由静止经过加速电压为U的电场加速,然后以垂直于铅板的方向从A处沿直线穿过铅板,而后从x轴上的D处以与x轴正向夹角为60°的方向进入电场和磁场叠加的区域,最后到达y轴上的C点。已知OD长为l,求: (1)粒子经过铅板时损失了多少动能? (2)粒子到达C点时的速度多大?