如图所示,在磁感应强度为B=2T,方向垂直纸面向里的匀强磁场中,有一个由两条曲线状的金属导线及两电阻(图中黑点表示)组成的固定导轨,两电阻的阻值分别为R1=3Ω、R2=6Ω,两电阻的体积大小可忽略不计,两条导线的电阻忽略不计且中间用绝缘材料隔开,导轨平面与磁场垂直(位于纸面内),导轨与磁场边界(图中虚线)相切,切点为A,现有一根电阻不计、足够长的金属棒MN与磁场边界重叠,在A点对金属棒MN施加一个方向与磁场垂直、位于导轨平面内的并与磁场边界垂直的拉力F,将金属棒MN以速度v=5m/s匀速向右拉,金属棒MN与导轨接触良好,以切点为坐标原点,以F的方向为正方向建立x轴,两条导线的形状符合曲线方程m,
求:(1)推导出感应电动势e的大小与金属棒的位移x的关系式.
(2)整个过程中力F所做的功.
(3)从A到导轨中央的过程中通过R1的电荷量.
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如图所示,在磁感应强度为B=2T,方向垂直纸面向里的匀强磁场中,有一个由两条曲线状的金属导线及两电阻(图中黑点表示)组成的固定导轨,两电阻的阻值分别为R1=3Ω、R2=6Ω,两电阻的体积大小可忽略不计,两条导线的电阻忽略不计且中间用绝缘材料隔开,导轨平面与磁场垂直(位于纸面内),导轨与磁场边界(图中虚线)相切,切点为A,现有一根电阻不计、足够长的金属棒MN与磁场边界重叠,在A点对金属棒MN施加一个方向与磁场垂直、位于导轨平面内的并与磁场边界垂直的拉力F,将金属棒MN以速度v=5m/s匀速向右拉,金属棒MN与导轨接触良好,以切点为坐标原点,以F的方向为正方向建立x轴,两条导线的形状符合曲线方程m,
求:(1)推导出感应电动势e的大小与金属棒的位移x的关系式.
(2)整个过程中力F所做的功.
(3)从A到导轨中央的过程中通过R1的电荷量.
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如图所示,在磁感应强度为B=2T,方向垂直纸面向里的匀强磁场中,有一个由两条曲线状的金属导线及两电阻(图中黑点表示)组成的固定导轨,两电阻的阻值分别为R1=3Ω、R2=6Ω,两电阻的体积大小可忽略不计,两条导线的电阻忽略不计且中间用绝缘材料隔开,导轨平面与磁场垂直(位于纸面内),导轨与磁场边界(图中虚线)相切,切点为A,现有一根电阻不计、足够长的金属棒MN与磁场边界重叠,在A点对金属棒MN施加一个方向与磁场垂直、位于导轨平面内的并与磁场边界垂直的拉力F,将金属棒MN以速度v=5m/s匀速向右拉,金属棒MN与导轨接触良好,以切点为坐标原点,以F的方向为正方向建立x轴,两条导线的形状符合曲线方程 m,求:
(1)推导出感应电动势e的大小与金属棒的位移x的关系式.
(2)整个过程中力F所做的功.
(3)从A到导轨中央的过程中通过R1的电荷量.
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如图所示,匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,MN为其左边界.磁场中放置一半径为R的圆柱形金属圆筒,圆心O到MN的距离OO1=2R,金属圆筒轴线与磁场平行.金属圆筒用导线通过一个电阻r0接地,最初金属圆筒不带电.现有一电子枪对准金属圆桶中心O射出电子束,电子束从静止开始经过加速电场后垂直于左边界MN向右射入磁场区,已知电子质量为m,电量为e.电子重力忽略不计.求:
(1)最初金属圆筒不带电时,则
a.当加速电压为U时,电子进入磁场时的速度大小;
b.加速电压满足什么条件时,电子能够打到圆筒上;
(2)若电子束以初速度v0进入磁场,电子都能打到金属圆筒上(不会引起金属圆筒内原子能级跃迁),则当金属圆筒上电量达到相对稳定时,测量得到通过电阻r0的电流恒为I,忽略运动电子间的相互作用和金属筒的电阻,求此时金属圆筒的电势φ和金属圆筒的发热功率P.(取大地电势为零)
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如图所示,一面积为S的单匝圆形金属线圈与阻值为R的电阻连接成闭合电路,不计圆形金属线圈及导线的电阻。线圈内存在一个方向垂直纸面向里、磁感应强度大小均匀增加且变化率为k的磁场Bt,电阻R两端并联一对平行金属板M、N,两板间距为d,N板右侧xOy坐标系(坐标原点O在N板的下端)的第一象限内,有垂直纸面向外的匀强磁场,磁场边界OA和y轴的夹角∠AOy=45°,AOx区域为无场区。在靠近M板处的P点由静止释放一质量为m、带电荷量为+q的粒子(不计重力),经过N板的小孔,从点Q(0,L)垂直y轴进入第一象限,经OA上某点离开磁场,最后垂直x轴离开第一象限。求:
(1)平行金属板M、N获得的电压U;
(2)粒子到达Q点时的速度大小;
(3)yOA区域内匀强磁场的磁感应强度B;
(4)粒子从P点射出至到达x轴的时间。
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