如图所示,在空间加水平向右的匀强电场,绝缘细线一端固定于O点,另一端连接一带电荷量为q,质量为m的带正电小球,要使带电小球静止时细线与竖直方向成а角,则所加的匀强电场多大?这时细线中的张力多大?
如图所示,一带正电的小球,以初速度v0与水平方向成θ=30°的方向进入一水平的匀强电场,小球在电场中恰好作直线运动。若小球的质量为m,带电量为q。不计空气阻力,求:
(1)匀强电场的场强大小和方向;
(2)小球在电场中运动的最大距离.
正方形金属线框abcd,每边长=0.1m,总质量m=0.1kg,回路总电阻Ω,用细线吊住,线的另一端跨过两个定滑轮,挂着一个质量为M=0.14kg的砝码。线框上方为一磁感应强度B=0.5T的匀强磁场区,如图,线框abcd在砝码M的牵引下做加速运动,当线框上边ab进入磁场后立即做匀速运动。接着线框全部进入磁场后又做加速运动(g=10m/s2)。问:
(1)线框匀速上升的速度多大?此时磁场对线框的作用力多大?
(2)线框匀速上升过程中,重物M做功多少?其中有多少转变为电能?
某交流发电机输出功率为5.5×105 W,输出电压为1.0×103 V,假如输电线的总电阻10 Ω,在输电线上损失的电功率等于输电功率的5%,用户使用电压为220 V.则所用升压和降压变压器的原、副线圈的匝数比是多少?(变压器是理想变压器)
如图所示,一长为L的绝缘细线下端拴一质量为m的带电小球,将它置于一匀强电场中,电场强度大小为E,方向水平向右,已知当细线偏离竖直方向的夹角为θ时,小球处于平衡,问:
(1)小球带何种电荷?所带电荷量为多少?
(2)若使细线的偏角由θ增大到α,然后将小球由静止释放,则α应为多大,才能使在小球到达竖直位置时,小球的速度刚好为零?
2009年下半年,德国公布其一款电动汽车问世,这款电动汽车的过人之处在于无需电池供电,而是将电能储存在一个超级电容里,这样可以让每次充电的时间比现有的汽车加油还快。报道中提到该超级电容的耐压为500伏,经过一个恒流器能为汽车提供稳定的5安工作电流,并可以连续工作1小时。如果这报道是可靠的,你能算出这个超级电容的电容量至少是多少?(电容的耐压是指充电过程中能到达的最高电压,超过这一电压,将会发生击穿放电)
(12分)如图16所示,在一个点电荷Q的电场中,Ox坐标轴与它的一条电场线重合,坐标轴上A、B两点的坐标分别为2.0m和5.0m。放在A、B两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同,电场力的大小跟试探电荷所带电量的关系图象如图中直线a、b所示,放在A点的电荷带正电,放在B点的电荷带负电。求:
(1)B点的电场强度的大小和方向。
(2)试判断点电荷Q的电性,并说明理由。
(3)点电荷Q的位置坐标。
(8分)如图13所示,有三块大小相同平行导体板A、B、C,其中A与B间距是B与C间距的一半,且A、B两板所构成的电容器的电容为10-2μF,电池电压为2V,求A、B两板上的电荷量分别为多少?
如图所示,在竖直平面内建立xOy直角坐标系,Oy表示竖直向上的方向,已知该平面内沿x轴负方向足够大的区域存在匀强电场,现有一个质量为0.5kg,带电荷量为2.5×10—4C的小球从坐标原点O沿y轴正方向以某一初速度竖直向上抛出,它到达的最高点位置为图中Q点,不计空气阻力,g取10m/s2 .
(1)指出小球带何种电荷;
(2)求匀强电场的电场强度大小;
(3)求小球从O点抛出到落回x轴的过程中电势能的改变量.
如图所示,在真空中的一直角坐标系xOy平面内,有一个质量为m、电量为+q的粒子(不计重力),从原点O沿y轴正方向以初速度v0射入,为了使此粒子能够沿圆弧轨道通过定点P(a,-b),可以在坐标系xOy平面内的某点固定一带负电的点电荷,若静电力常数为k.求:该点电荷的电量Q
某同学根据电磁感应现象设计了一种发电装置,如图甲所示,图乙为其俯视图.将8块相同磁铁的N、S极交错放置组合成一个高h = 0.5 m、半径r = 0.2 m的圆柱体,其可绕固定的OO' 轴转动.圆柱外侧附近每个磁场区域的磁感应强度大小均为B = 0.2T,方向都垂直于圆柱表面,相邻两个区域的磁场方向相反.紧靠圆柱体外侧固定—根与其等长、电阻R = 0.4Ω的金属杆ab,杆与圆柱平行.从上往下看,圆柱体以ω = 100 rad/s的角速度顺时针匀速转动,设转到如图所示位置为t =0时刻.取g = 10 m/s2,π2= 10.求:
(1)圆柱体转过周期的时间内,ab杆中产生的感应电动势E的大小;
(2)如图丙所示,M、N为水平放置的平行板电容器的两极板,极板长L0 = 0.314m,两板间距d = 0.125m.现用两根引线将M、N分别与a、b相连.在t = 0时刻,将—个电量q = + 1.00×10 - 6C、质量m = 1.60×10 - 8kg的带电粒子从紧靠M板中心处无初速度地释放,求粒子从M板运动到N板所经历的时间t.不计粒子重力.
(3)t = 0时刻,在如图丙所示的两极板问,若上述带电粒子从靠近M板的左边缘处以初速度υ0水平射入两极板间,而且已知粒子沿水平方向离开电场,求初速度υ0的大小,并在图中画出粒子相应的运动轨迹.不计粒子重力.(※请自行作图!)
如图所示,在水平地面MN上方有一个粗糙绝缘平台PQ,高度为h=0.4m平台上方PR右侧有水平向右的有界匀强电场,PR左侧有竖直向上的匀强电场,场强大小均为E=1.1×l04 N/C有一质量m=1.0×10-3kg、电荷量为q= —1.0×10-6C的滑块,放在距离平台左端P点L="0." 5m处,滑块与平台间的动摩擦因数现给滑块水平向左的初速度=4m/s,取g=10m/s2,求:
(1)滑块经过P点时的速度;
(2)滑块落地点到N点的距离。
有条河流,流量,落差h=5m,现利用其发电,若机械能转化为电能的效率为50%,发电机输出电压为240V,输电线总电阻为R=30Ω,若将电能送到远距离用户时,允许输电线上的损失功率为发电机输出功率的6%,取g=10m/s2,求:
(1)发电机的输出功率;
(2)送电端使用的理想升压变压器的匝数比