一电阻为R的金属圆环,放在匀强磁场中,磁场与圆环所在平面垂直,如图(a)所示,已知通过圆环的磁通量随时间t的变化关系如图(b)所示,图中的最大磁通量和变化周期T都是已知量,求:(1)在t=0到t= T/4的时间内,通过金属圆环横截面的电荷量q(2)在t=0到t=2T的时间内,金属环所产生的电热Q.
如图所示为一透明玻璃半球,在其下面有一平行半球上表面水平放置的光屏。两束关于中心轴OO'对称的激光束从半球上表面垂直射入玻璃半球,恰能从球面射出。当光屏距半球上表面h1=40cm时,从球面折射出的两束光线汇聚于光屏与OO'轴的交点,当光屏距上表面h2=70cm时,在光屏上形成半径r=40cm的圆形光斑。求该半球形玻璃的折射率。
在如图所示的区域里,y轴左侧是匀强电场,场强E=4×105N/C,方向与y轴负方向夹角为30°。在y轴右方有方向垂直于纸面向里的匀强磁场,现有质量为m=1.6×10-27kg的质子,以v0=2×105m/s的速度从x轴上的A点射出(A点与坐标原点O相距10cm),第一次沿x轴正方向射出;第二次沿x轴负方向射出。在匀强磁场中旋转后均垂直于电场方向进入电场,随后又进入磁场。求:(1)质子先后两次进入电场前在磁场中运动的时间的比值;(2)匀强磁场的磁感应强度大小;(3)第一次进入电场后在电场中运动的时间。
竖直放置的一对平行金属板的左极板上,用长为L的轻质绝缘细线悬挂一个带电量为q质量为 m的小球,将平行金属板按如图所示的电路图连接。当滑动变阻器R在a位置时,绝缘线与左极板的夹角为θ1=30°,当将滑片缓慢地移动到b位置时,夹角为θ2=60°。两板间的距离大于L,重力加速度为g。(1)求小球在上述两个平衡位置时,平行金属板上所带电荷量之比Q1︰Q2;(2)若保持变阻器滑片位置在a处不变,对小球再施加一个拉力,使绝缘线与竖直方向的夹角从θ1=30°缓慢地增大到θ2=60°,求此过程中拉力做的功W。
如图甲所示,光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上,两导轨间距L=lm,电阻R1=3Ω,R2=1.5Ω,导轨上放一质量m=1kg的金属杆,长度与金属导轨等宽,与导轨接触良好,金属杆的电阻r=1.0Ω,导轨电阻忽略不计,整个装置处于磁感应强度B=1.0T的匀强磁场中,磁场的方向垂直导轨平面向下。现用一拉力F沿水平方向拉杆,使金属杆由静止开始运动。图乙所示为通过金属杆中的电流平方(I2)随位移(x)变化的图线,当金属杆运动位移为5m时,求:(1)金属杆的动能;(2)安培力的功率;(3)拉力F的大小。
如图所示,在一磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,垂直于磁场方向水平放置着两根相距为h=0.1m的平行光滑的金属导轨MN与PQ,导轨的电阻忽略不计。在两根导轨的端点N、Q之间连接一阻值R=0.3Ω的电阻,导轨上跨放着一根长为L=0.2m,每米长电阻r=2.0Ω/m的金属棒ab,金属棒与导轨正交,交点为c、d。当金属棒以速度v=4.0m/s向左做匀速运动时,试求:(1)电阻R中的电流强度大小和方向;(2)使金属棒做匀速运动的外力;(3)金属棒ab两端点间的电势差。