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T=27.3光速【查看更多】

圖12-4-3中MN和PQ為豎直方向的兩平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌，間距l(xiāng)為0.40 m，電阻不計(jì)，導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度B為0.50 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直.質(zhì)量m為6.0×10^-3 kg、電阻為1.0 Ω 的金屬桿ab始終垂直于導(dǎo)軌，并與其保持光滑接觸.導(dǎo)軌兩端分別接有滑動(dòng)變阻器R₂和阻值為3.0 Ω的電阻R₁,當(dāng)桿ab達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)以速率v勻速下滑，整個(gè)電路消耗的電功率P為0.27 W.重力加速度g取10 m/s²，試求速率v和滑動(dòng)變阻器接入電路部分的阻值R₂.

圖12-4-3

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如圖9-3-27所示，兩足夠長(zhǎng)且間距L＝1 m的光滑平行導(dǎo)軌固定于豎直平面內(nèi)，導(dǎo)軌的下端連接著一個(gè)阻值R＝1 Ω的電阻.質(zhì)量為m＝0.6 kg的光滑金屬棒MN靠在導(dǎo)軌上，可沿導(dǎo)軌滑動(dòng)且與導(dǎo)軌接觸良好，整個(gè)導(dǎo)軌處在空間足夠大的垂直于平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1 T.現(xiàn)用內(nèi)阻R＝1 Ω的電動(dòng)機(jī)牽引金屬棒MN，使其從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)直到獲得穩(wěn)定速度，若上述過(guò)程中電流表和電壓表的示數(shù)始終保持1 A和8 V不變（金屬棒和導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，重力加速度g取10 m/s²），求：

圖9-3-27

（1）電動(dòng)機(jī)的輸出功率；

（2）金屬棒獲得的穩(wěn)定速度的大小；

（3）若金屬棒從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到獲得穩(wěn)定速度的過(guò)程中，棒上升的高度為1 m，該過(guò)程中電阻R上產(chǎn)生的電熱為0.7 J，求此過(guò)程經(jīng)歷的時(shí)間.

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如圖所示，光滑且足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ固定在同一水平面上，兩導(dǎo)軌間距l＝0.2 m，電阻R₁＝0.4 Ω，導(dǎo)軌上靜止放置一質(zhì)量m＝0.1 kg、電阻R₂＝0.1 Ω的金屬桿，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度B₁＝0.5 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的方向豎直向下，現(xiàn)用一外力F沿水平方向拉桿，使之由靜止起做勻加速運(yùn)動(dòng)并開(kāi)始計(jì)時(shí)，若5 s末桿的速度為2.5 m/s，求：

(1)5 s末時(shí)電阻R上消耗的電功率；

(2)5 s末時(shí)外力F的功率．

(3)若桿最終以8 m/s的速度作勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)閉合電鍵S，α射線(xiàn)源Q釋放的α粒子經(jīng)加速電場(chǎng)C加速后從a孔對(duì)著圓心O進(jìn)入半徑r＝m的固定圓筒中(筒壁上的小孔a只能容一個(gè)粒子通過(guò))，圓筒內(nèi)有垂直水平面向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B₂的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．α粒子每次與筒壁發(fā)生碰撞均無(wú)電荷遷移，也無(wú)機(jī)械能損失，粒子與圓筒壁碰撞5次后恰又從a孔背離圓心射出，忽略α粒子進(jìn)入加速電場(chǎng)的初速度，若α粒子質(zhì)量m_α＝6.6×10^－27 kg，電量q_α＝3.2×10^－19 C，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B₂多大？若不計(jì)碰撞時(shí)間，粒子在圓筒內(nèi)運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間多大？

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圖中B為電源，電動(dòng)勢(shì)ε=27 V，內(nèi)阻不計(jì)。固定電阻R₁=500 Ω,R₂為光敏電阻。C為平行板電容器，虛線(xiàn)到兩極板距離相等，極板長(zhǎng)l₁=8.0×10^-2 m,兩極板的間距d=1.0×10_-2 m。S為屏，與極板垂直，到極板的距離l₂=0.16 m。P為一圓盤(pán)，由形狀相同、透光率不同的三個(gè)扇形a、b和c構(gòu)成，它可繞AA′軸轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)細(xì)光束通過(guò)扇形a、b、c照射光敏電阻R₂時(shí)，R₂的阻值分別為1 000 Ω、2 000 Ω、4 500 Ω。有一細(xì)電子束沿圖中虛線(xiàn)以速度v₀=8.0×10⁶ m/s連續(xù)不斷地射入C。已知電子電量e=1.6×10^-19C，電子質(zhì)量m=9×10^-31 kg忽略細(xì)光束的寬度、電容器的充電放電時(shí)間及電子所受的重力。假設(shè)照在R₂上的光強(qiáng)發(fā)生變化時(shí)R₂阻值立即有相應(yīng)的改變。

(1)設(shè)圓盤(pán)不轉(zhuǎn)動(dòng)，細(xì)光束通過(guò)b照射到R₂上，求電子到達(dá)屏S上時(shí)，它離O點(diǎn)的距離y。(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

(2)設(shè)轉(zhuǎn)盤(pán)按上圖中箭頭方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，每3秒轉(zhuǎn)一圈。取光束照在a、b分界處時(shí)t=0，試在下圖給出的坐標(biāo)紙上，畫(huà)出電子到達(dá)屏S上時(shí)，它離O點(diǎn)的距離y隨時(shí)間t的變化圖線(xiàn)(0—6 s間)。要求在y軸上標(biāo)出圖線(xiàn)最高點(diǎn)與最低點(diǎn)的值(不要求寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程，只按畫(huà)出的圖線(xiàn)評(píng)分。)

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圖16中B為電源，電動(dòng)勢(shì)E=27 V，內(nèi)阻不計(jì).固定電阻R₁=500 Ω，R₂為光敏電阻，C為平行板電容器，虛線(xiàn)到兩極板距離相等，極板長(zhǎng)l₁=8.0×10^-2 m，兩極板的間距d=1.0×10^-2 m.S為屏，與極板垂直，到極板的距離l₂=0.16 m.P為一圓盤(pán)，由形狀相同、透光率不同的三個(gè)扇形a、b和c構(gòu)成，它可繞AA′軸轉(zhuǎn)動(dòng).當(dāng)細(xì)光束通過(guò)扇形a、b、c照射光敏電阻R₂時(shí)，R₂的阻值分別為1 000 Ω、2 000 Ω、4 500 Ω.有一細(xì)電子束沿圖中虛線(xiàn)以速度v₀=8.0×10⁵ m/s連續(xù)不斷地射入C.已知電子電荷量e=1.6×10^-13 C，電子質(zhì)量m=9×10^-31 kg.忽略細(xì)光束的寬度、電容器的充電放電時(shí)間及電子所受的重力.假設(shè)照在R₂上的光強(qiáng)發(fā)生變化時(shí)R₂阻值立即有相應(yīng)的改變.

圖16

（1）設(shè)圓盤(pán)不轉(zhuǎn)動(dòng)，細(xì)光束通過(guò)b照射到R₂上，求電子到達(dá)屏S上時(shí)，它離O點(diǎn)的距離y（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；

（2）設(shè)轉(zhuǎn)盤(pán)按圖16中箭頭方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，每3 s轉(zhuǎn)一圈.取光束照在a、b分界處時(shí)t=0，試在圖17給出的坐標(biāo)紙上，畫(huà)出電子到達(dá)屏S上時(shí)，它離O點(diǎn)的距離y隨時(shí)間t的變化圖線(xiàn)（0-6 s間）.(要求在y軸上標(biāo)出圖線(xiàn)最高點(diǎn)與最低點(diǎn)的值,不要求寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程，只按畫(huà)出的圖線(xiàn)評(píng)分）