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如图是为了检验某种防护罩承受冲击能力的装置,M为半径为、固定于竖直平面内的1/4光滑圆弧轨道,轨道上端切线水平,N为待检验的固定曲面,该曲面在竖直面内的截面为半径的1/4圆弧,圆弧下端切线水平且圆心恰好位于M轨道的上端点,M的下端相切处置放竖直向上的弹簧枪,可发射速度不同的质量m=0.01kg的小钢珠,假设某次发射的钢珠沿轨道恰好能经过M的上端点,水平飞出后落到N的某一点上,取g=10m/s2,求:
(1)发射该钢珠前,弹簧的弹性势能Ep多大?
(2)钢珠落到圆弧上N时的速度大小vN是多少?(结果保留两位有效数字)
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如图甲所示,一个质量为m =2.0×10-11kg,电荷量q = +1.0×10-5C的带电微粒(重力忽略不计),从静止开始经U1=100V电压加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场,偏转电场的电压如图乙所示。金属板长L=20cm,两板间距d =cm。求:
(1)微粒射出偏转电场时的最大偏转角θ;
(2)若紧靠偏转电场边缘有一边界垂直金属板的匀强磁场,该磁场的宽度为D=10cm,为使微粒无法由磁场右边界射出,该匀强磁场的磁感应强度B应满足什么条件?
(3)试求在上述B取最小值的情况下,微粒离开磁场的范围。
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如图所示,在与水平方向成θ=30°角的平面内放置两条平行、光滑且足够长的金属轨道,其电阻可忽略不计。空间存在着匀强磁场,磁感应强度B=0.20T,方向垂直轨道平面向上,轨道底端连有电阻R=10.0×10-2Ω。导体棒ab、cd垂直于轨道放置,且与金属轨道接触良好,每根导体棒的质量均为m=2.0×10-2kg,导体棒ab电阻r=5.0×10-2Ω,导体棒cd阻值与R相同。金属轨道宽度l=0.50m。现先设法固定导体棒cd,对导体棒ab施加平行于轨道向上的恒定拉力,使之由静止开始沿轨道向上运动。导体棒ab沿轨道运动距离为S=1.0m时速度恰达到最大,此时松开导体棒cd发现它恰能静止在轨道上。取g=10m/s2, 求:
(1)导体棒ab的最大速度以及此时ab两点间的电势差;
(2)导体棒ab从开始到运动距离为S的过程中电阻R上产生的总热量。
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【2012•云南模拟】风速仪的简易装置如图甲所示。在风力作用下,风杯带动与其固定在一起的永磁铁转动,线圏中的感应电流随风速的变化而变化。风速为v1时,测得线圈中的感应电流随时间变化的关系如图乙所示;若风速变为v2,且v2>v1,则感应电流的峰值Im、周期T和电动势E的变化情况是( )
A.Im变大,T变小
B.Im变大,T不变
C.Im变小,T变小
D.Im不变,E变大
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【2012•四川模拟】如图甲所示, MN左侧有一垂直纸面向里的匀强磁场。现将一边长为l、质量为m、电阻为R的正方形金属线框置于该磁场中,使线框平面与磁场垂直,且bc边与磁场边界MN重合。当t=0时,对线框施加一水平拉力F,使线框由静止开始向右做匀加速直线运动;当t=t0时,线框的ad边与磁场边界MN重合。图乙为拉力F随时间变化的图线。由以上条件可知,磁场的磁感应强度B的大小为
A. B.
C. D.
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【2012•安徽期末】如右图所示,在匀强磁场B中放一电阻不计的平行金属导轨,导轨跟固定的大导体矩形环M相连接,导轨上放一根金属导体棒ab并与导轨紧密接触,磁感应线垂直于导轨所在平面。若导体棒匀速地向右做切割磁感线的运动,则在此过程中M所包围的固定闭合小矩形导体环N中电流表内 ( )
1. 有自下而上的恒定电流
B.产生自上而下的恒定电流
C.电流方向周期性变化
D.没有感应电流
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【2012•广东模拟】北半球地磁场的竖直分量向下.如图所示,在北京某中学实验室的水平桌面上,放置边长为L的正方形闭合导体线圈abcd,线圈的ab边沿南北方向,ad边沿东西方向.下列说法中正确的是( )
A.若使线圈向东平动,则b点的电势比a点的电势低
B.若使线圈向北平动,则a点的电势比b点的电势低
C.若以ab为轴将线圈向上翻转,则线圈中感应电流方向为a→b→c→d→a
D.若以ab为轴将线圈向上翻转,则线圈中感应电流方向为a→d→c→d→a
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【2012•湖南期末】如图所示,甲是闭合铜线框,乙是有缺口的铜线框,丙是闭合的塑料线框,它们的正下方都放置一薄强磁铁,现将甲、乙、丙拿至相同高度H处同时释放(各线框下落过程中不翻转),则以下说法正确的是( )
A.三者同时落地
B.甲、乙同时落地,丙后落地
C.甲、丙同时落地,乙后落地
D.乙、丙同时落地,甲后落地
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【2012•江苏苏北四市一模】如图所示,两个完全相同的矩形导线框A、B在靠得很近的竖直平面内,线框的对应边相互平行。线框A固定且通有电流I,线框B从图示位置由静止释放,在运动到A下方的过程中( )
A.穿过线框B的磁通量先变小后变大
B.线框B中感应电流的方向先顺时针后逆时针
C.线框B所受安培力的合力为零
D.线框B的机械能一直减小
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