如图所示,U形导轨固定在水平面上,右端放有质量为m的金属棒ab,ab与导轨间的动摩擦因数为μ,金属棒与导轨围成正方形,边长为L,金属棒接入电路的电阻为R,导轨的电阻不计。从t=0时刻起,加一竖直向上的匀强磁场,其磁感应强度随时间的变化规律为B=kt(k>0),设金属棒与导轨间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。(1)求金属棒滑动前,通过金属棒的电流的大小和方向;(2)t为多大时,金属棒开始移动?(3)从t=0时刻起到金属棒开始运动的过程中,金属棒中产生的焦耳热多大?
设雨点下落过程受到的空气阻力与雨点的横截面积S成正比,与雨点下落的速度v的平方成正比,即(其中k为比例系数).雨点接近地面时近似看做匀速直线运动,重力加速度为g.若把雨点看做球形,其半径为r,球的体积为,设雨点的密度为,求:(1)每个雨点最终的运动速度(用、r、g、k表示);(2)雨点的速度达到时,雨点的加速度a为多大?
如图所示,相距为d的虚线AB、CD之间存在着水平向左的、场强为E的匀强电场,M、N是平行于电场线的一条直线上的两点,紧靠CD边界的右侧有一O点,与N点相距为l,在O点固定一电荷量为(k为静电力常量)的正点电荷,点电荷产生的电场只存在于CD边界的右侧。今在M点释放一个质量为m、电量为-e的电子(重力不计)。求:(1)电子经过N点时的速度大小。(2)判断电子在CD右侧做什么运动,并求出电子从M点释放后经过N点的时间。
(12分)如图所示电路中,电源电动势ε=18V,内阻r=1Ω,外电路中电阻R2=5Ω,R3=6Ω,平行板间距d=2cm,当滑动变阻器的滑动头P位于中点时,电流表的示数为2A,平行板间静止悬浮着一个电量q=8×10-7C带负电的微粒.电容器的电容C=50uF,试求(1)滑动变组器R1的总阻值;(2)电容器所带的电量Q;(3)微粒的质量;(4)滑动变阻器P调到最上面,,电路稳定后微粒的加速度。(g=10m/s2)
(12分)如图,两平行金属板A、B间为一匀强电场,A、B相距6cm,C、D为电场中的两点,且CD=4cm,CD连线和场强方向成60°角.已知电子从D点移到C点电场力做3.2×10-17J的功,求:(1)匀强电场的场强大小;(2)A、B两点间的电势差;(3)若A板接地,D点电势为多少?(电子带电量e=)
如图所示,用长L=0.50m的绝缘轻质细线,把一个质量 m=1.0g带电小球悬挂在带等量异种电荷的平行金属板之间,平行金属板间的距离d=5.0cm,两板间电压U=1.0×103V。静止时,绝缘线偏离竖直方向θ角,小球偏离竖直距离a=1.0cm。(θ角很小,为计算方便可认为tanθ ≈ sinθ,取g=10m/s2,需要求出具体数值,不能用θ角表示)求:(1)两板间电场强度的大小;(2)判断小球带何种电荷并计算其带电荷量; (3)在图示位置,若将细线突然剪断,小球做何种性质的运动?求加速度a的大小。