如图所示,在倾角为α的光滑斜面上,垂直纸面放置一根长为L、质量为m的直导体棒,导体棒中通有大小为I、方向垂直纸面向里的电流,欲使导体棒静止在斜面上,可以施加方向垂直于导体棒的匀强磁场。求:(1)若匀强磁场的方向在竖直方向,则磁场方向是向上还是向下?磁感应强度B1为多大?(2)若导体棒与斜面间无挤压,则施加的磁场方向如何?则磁感应强度B2为多大?(3)沿什么方向施加匀强磁场可使磁感应强度最小?最小值B3为多少?
如图所示,在半径为R=的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B,圆形区域右侧有一竖直感光板,从圆弧顶点P以速率v0的带正电粒子平行于纸面进入磁场,已知粒子的质量为m,电量为q,粒子重力不计.(1)若粒子对准圆心射入,求它在磁场中运动的时间;(2)若粒子对准圆心射入,且速率为v0,求它打到感光板上时速度的垂直分量;(3)若粒子以速度v0从P点以任意角入射,试证明它离开磁场后均垂直打在感光板上.
如图,在竖直平面内,AB为水平放置的绝缘粗糙轨道,CD为竖直放置的足够长绝缘粗糙轨道,AB与CD通过四分之一绝缘光滑圆弧形轨道平滑连接,圆弧的圆心为O,半径R=0.50m,轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,场强的大小E=1.0×104 N/C,现有质量m=0.20kg,电荷量q=8.0×10﹣4 C的带电体(可视为质点),从A点由静止开始运动,已知sAB=1.0m,带电体与轨道AB、CD间的动摩擦因数均为0.5.假定带电体与轨道之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等.求:(g=10m/s2)(1)带电体运动到圆弧形轨道C点时的速度;(2)带电体最终停在何处.
如图所示的电路中,电源电动势E=10V,内阻r=0.5Ω,电动机的电阻R0=1.0Ω,电阻R1=1.5Ω.电动机正常工作时,电压表的示数U1=3.0V.求:(1)电源释放的电功率;(即IE)(电路中总电流等于)(2)电动机消耗的电功率及将电能转化为机械能的功率.
粗细均匀的直导线MN的两端悬挂在两根相同的轻质弹簧下边,MN恰好在水平位置,如图所示.已知MN的质量m=10g,MN的长度l=49cm,沿水平方向与MN垂直的匀强磁场的磁感应强度B=0.5T.(取g=9.8m/s2)(1)要使两根弹簧能处于自然状态,既不被拉长,也不被压缩,MN中应沿什么方向、通过多大的电流?(2)若导线中有从M到N方向的、大小为0.2A的电流通过时,两根弹簧均被拉长了△x=1mm,求弹簧的劲度系数.
如图所示,水平的平行虚线间距为d=50cm,其间有B=1.0T的匀强磁场.一个正方形线圈边长为l=10cm,线圈质量m=100g,电阻为R=0.02Ω.开始时,线圈的下边缘到磁场上边缘的距离为h=80cm.将线圈由静止释放,其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等.取g=10m/s2,求:(1)线圈进入磁场过程中产生的电热Q;(2)线圈下边缘穿越磁场过程中的最小速度v;(3)线圈下边缘穿越磁场过程中加速度的最小值a.