(1)设钢丝绳与电杆的夹角θ为30°,求钢丝绳对电杆拉力的合力;
(2)钢丝绳固定电杆的另一种形式如图乙所示,图中θ=30°;为保证钢丝绳拉力的合力大小方向不变,即与(1)相同,求两根钢丝绳拉力的大小各为多大?
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交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动。一小型发电机的线圈共220匝,线圈面积S=0.05m2,线圈转动的频率为50Hz,线圈内阻不计,磁场的磁感应强度B=T。如果用此发电机带动两个标有“220V,11kW”的电机正常工作,需在发电机的输出端a、b与电机之间接一个理想变压器,电路如图。求:
(1)发电机的输出电压为多少?
(2)变压器原副线圈的匝数比为多少?
(3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多少?
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如图所示,两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距为L.M、P两点间接有电阻值为R的电阻,一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直.整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下.导轨和金属杆的电阻可忽略.让ab杆沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦.求:
(1)在加速下滑过程中,当ab杆的速度大小为v时杆中的电流及杆的加速度大小;
(2)在下滑过程中,ab杆可以达到的速度最大值.
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如图所示,在光滑的水平面上,质量为、长为L的木板右端紧靠竖直墙壁,与墙壁不粘连,质量为的小滑块(可视为质点)以水平速度滑上木板左端,滑到木板右端时速度恰好为零。现小滑块以水平速度滑上木板左端,滑到木板右端时与竖直墙壁发生弹性碰撞,以原速率弹回,刚好能够滑到木板左端而不从木板上落下,求的值。
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如图所示,A、B为两块平行金属板,A板带正电荷、B板带负电荷.两板之间存在着匀强电场,两板间距为d、电势差为U,在B板上开有两个间距为L的小孔.C、D为两块同心半圆形金属板,圆心都在贴近B板的O′处,C带正电、D带负电.两板间的距离很近,两板末端的中心线正对着B板上的小孔,两板间的电场强度可认为大小处处相等,方向都指向O′.半圆形金属板两端与B板的间隙可忽略不计.现从正对B板小孔紧靠A板的O处由静止释放一个质量为m、电荷量为q的带正电的微粒(微粒的重力不计),问:
(1)微粒穿过B板小孔时的速度多大?
(2)为了使微粒能在C、D板间运动而不碰板,C、D板间的电场强度大小应满足什么条件?
(3)从释放微粒开始,求微粒通过半圆形金属板间的最低点P点的时间?
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如图所示为质谱仪的原理图,电荷量为q、质量为m的带正电的粒子从静止开始经过电势差为U的加速电场后,进入粒子速度选择器,选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,匀强电场的场强为E,方向水平向右.带电粒子能够沿直线穿过速度选择器,从G点既垂直直线MN又垂直于磁场的方向射入偏转磁场.偏转磁场是一个以直线MN为边界、方向垂直纸面向外的匀强磁场.带电粒子经偏转磁场后,最终到达照相底片的H点.已知偏转磁场的磁感应强度为B2,带电粒子的重力可忽略不计.求:
(1)粒子从加速电场射出时速度的大小;
(2)粒子速度选择器中匀强磁场的磁感应强度B1的大小和方向;
(3)带电粒子进入偏转磁场的G点到照相底片H点的距离L.
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如图所示,一矩形线圈在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动,磁场方向与转轴垂直。线圈匝数n=100匝,电阻r=1Ω,长l1=0.5m,宽l2=0.4m,角速度ω=10rad/s。磁场的磁感强度B=0.2T。线圈两端外接电阻R=9Ω的用电器,和一个理想交流电流表。试分析求【解析】
(1)线圈中产生感应电动势的最大值;
(2)电流表的读数;
(3)电阻R上消耗的电功率。
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一束初速度不计的电子在经U的加速电压加速后,在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场,如图所示,若板间距离为d,板长为l,偏转电极边缘到荧光屏的距离为L,偏转电场只存在于两个偏转电极之间.已知电子质量为m,电荷量为e,求:
(1)电子离开加速电场时速度大小;
(2)要使电子能从平行板间飞出,两个极板上最多能加多大电压?
(3)电子最远能够打到离荧光屏上中心O点多远处?
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如图所示,光滑导轨与水平面成角,导轨宽L,匀强磁场磁感应强度为B。金属杆长也为L,质量为m,水平放在导轨上,当回路总电流为时,金属杆正好能静止,求:
(1)B至少为多大?这时B的方向如何?
(2)若保持B的大小不变而将B的方向改为竖直向上,应把回路总电流调到多大才能使金属杆保持静止?
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如图所示,倾角θ=37°的绝缘斜面底端与粗糙程度相同的绝缘水平面平滑连接.其中,水平面处在竖直向下的匀强电场中;斜面处在水平向右匀强电场中,场强的大小均为E.今让一个带电金属块从斜面顶端由静止开始下滑,已知在金属块下滑到斜面底端的过程中动能增加了⊿Ek="8" J,金属块克服摩擦力做功Wf=12.0 J,重力做功WG="36" J,设在整个运动过程中金属块的带电量保持不变.(取g=10m/s2 ;sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)在上述过程中电场力所做的功W电;
(2)滑块与斜面之间的动摩擦因数μ;
(3)若已知匀强电场的场强E=1×105V/m,金属块所带的电量q=1×10-5C.则金属块在水平面上滑行的距离L2为多长?
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