如图所示,真空中有以(r,0)为圆心,半径为r的圆形匀强磁场区域,磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里,在y= r的虚线上方足够大的范围内,有方向水平向左的匀强电场,电场强度的大小为E,从O点向不同方向发射速率相同的质子,质子的运动轨迹均在纸面内,且质子在磁场中的偏转半径也为r,已知质子的电荷量为q,质量为m,不计重力、粒子间的相互作用力及阻力的作用。求(1)质子射入磁场时速度的大小(2)沿x轴正方向射入磁场的质子,到达y轴所需的时间(3)与x轴正方向成30o角(如图中所示)射入的质子,到达y轴的位置坐标。
如图所示,一长为l、质量为M的绝缘板静止在光滑水平面上,板的中点有一个质量为m的小物块,它带有电荷量为q的正电荷。在绝缘板右侧有一磁感应强度为B,方向垂直于纸面向里的匀强磁场,磁场的宽度也为l。在水平恒力F的作用下绝缘板与物块一起向右运动。物块进入磁场前与绝缘板相对静止,进入后与绝缘板产生相对滑动,当物块运动到磁场的右边界时,恰好位于绝缘板的左端,此时物块与板间的摩擦力刚好减为零,已知物块经过磁场所用的时间为t。求
(1)物块进入磁场左边界时的速度大小
(2)物块到达磁场右边界时的速度大小
(3)绝缘板完全穿出磁场时的速度大小
如图所示为一种测量电子比荷的仪器的原理图,其中阴极K释放电子,阳极A是一个中心开孔的圆形金属板,在AK间加一定的电压。在阳极右侧有一对平行正对带电金属板M、N,板间存在方向竖直向上的匀强电场。O点为荧光屏的正中央位置,且K与O的连线与M、N板间的中心线重合。电子从阴极逸出并被AK间的电场加速后从小孔射出,沿KO连线方向射入M、N两极板间。已知电子从阴极逸出时的初速度、所受的重力及电子之间的相互作用均可忽略不计,在下列过程中,电子均可打到荧光屏上(1)为使电子在M、N两极板间不发生偏转,需在M、N两极板间加一个垂直纸面的匀强磁场,请说明所加磁场的方向(2)如果M、N极板间的电场强度为E,垂直纸面的匀强磁场的磁感应强度为B,K与A间的电压为U,电子恰能沿直线KO穿过平行金属板,打在荧光屏正中央,求电子的比荷(电荷量和质量之比)为多少(3)已知M、N板的长度为L1,两极板右端到荧光屏的距离为L2,如果保持M、N极板间的电场强度为E,K与A间的电压为U,而撤去所加的磁场,求电子打到荧光屏上的位置与O点的距离。
在水平放置的两块金属板AB上加上不同电压,可以使从炽热的灯丝释放的电子以不同速度沿直线穿过B板中心的小孔O进入宽度为L的匀强磁场区域,匀强磁场区域的磁感应强度为B,方向垂直纸面向里。若在A、B两板间加上电压U0时,电子不能穿过磁场区域而打在B板延长线上的P点,如图所示。已知电子的质量为m,电荷量为e,并设电子离开A板时的初速度为零。(1)在A、B两板间加上电压U0时,求电子穿过小孔O的速度大小v0(2)求P点距小孔O的距离x(3)若改变A、B两板间的电压,使电子穿过磁场区域并从边界MN上的Q点射出,且从Q点穿出时速度方向偏离原来的方向的角度为θ,则A、B两板间电压U为多大?
如图所示,两根足够长的光滑平行导轨与水平面成θ=60°角,导轨间距为L。将直流电源、电阻箱和开关串联接在两根导轨之间。整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中。质量为m的导体棒MN垂直导轨水平放置在导轨上,导体棒与两根导轨都接触良好。重力加速度为g。(1)若磁场方向垂直导轨平面向上,当电阻箱接入电路的电阻为R1时,闭合开关后,导体棒MN恰能静止在导轨上。请确定MN中电流I1的大小和方向(2)若磁场方向竖直向上,当电阻箱接入电路的电阻为R2时,闭合开关后,导体棒MN也恰能静止在导轨上,请确定MN中的电流I2的大小(3)导轨的电阻可忽略,而电源内阻、导体棒MN的电阻均不能忽略,求电源的电动势。
如图所示,空间不但有重力场(重力加速度为g),还有电场强为E的匀强电场和感应场强为B匀强磁场,三者的方向如图所示。有一个质量为m的小球在竖直面内能够以速率v做匀速圆周运动,求(1)小球的带电性质和电量分别是怎样的(2)小球做匀速圆周运动的轨道半径是多大?