(12分)一带电粒子在xOy平面内运动,其轨迹如图所示,它从O点出发,以恒定的速率v沿y轴正方向射出,经一段时间到达P点. 图中x轴上方的轨迹都是半径为R的半圆,下方都是半径为r的半圆,不计重力的影响.
(1)如果此粒子带正电,且以上运动分别是在两个不同的匀强磁场中发生的,试判断磁场的方向,并求出这两个匀强磁场的磁感应强度的大小之比.
(2)求此粒子由O点到P点沿x轴方向运动的平均速度的大小.
(12分)如图所示,水平光滑地面上停放着一辆小车,左侧靠在竖直墙壁上,小车的四分之一圆弧轨道AB是光滑的,在最低点B与水平轨道BC相切,BC的长度是圆弧半径R的10倍,整个轨道处于同一竖直平面内。可视为质点的物块从A点正上方某处无初速下落,恰好落入小车圆弧轨道,然后沿水平轨道滑行至轨道末端C处恰好没有滑出。已知物块到达圆弧轨道最低点B时对轨道的压力是物块重力的9倍,小车的质量是物块的3倍,不考虑空气阻力和物块落入圆弧轨道时的能量损失。求:
⑴物块开始下落的位置距水平轨道BC的竖直高度是圆弧半径的几倍;
⑵物块与水平轨道BC间的动摩擦因数μ。
如图所示,一高空作业的工人质量为m=70kg,腰系一条安全带,若工人不慎跌落,当他的重心位置下降L=5m时,安全带呈竖直状态且开始绷直。已知安全带从开始绷直到拉伸至最长的缓冲时间为t=1.4s,求安全带受到的平均冲力是多大?(不计空气阻力,g取10m/s)
如图所示。光滑的水平面上有一个矩形导体框abcd,ab=0.4m,cd=0.6m,它的电阻为0.4Ω。它的右侧有一宽度为L=0.4m 、磁感应强度为B=0.5T、方向竖直向下的匀强磁场。现用一外力将该导体框以大小为V=5.0m/S的速度匀速地拉到磁场的右侧。试求:
(1)ab在磁场中运动时线框中的感应电流大小和方向。2.5A
(2)导体框穿过磁场的过程中产生的电热。
如图所示,M、N为水平位置的两块平行金属板,板间距离为d,两板间电势差为U.当带电量为q、质量为m的正离子流以速度v0沿水平方向从两板左端的中央O点处射入,因受电场力作用,离子作曲线运动,偏向M板(重力忽略不计).今在两板间加一匀强磁场,使从中央O处射入的正离子流在两板间作直线运动.则磁场的方向是___________;磁感应强度B=__________.
如图所示,同一平面内有两根互相平行的长直导线1和2,通有大小相 等、方向相反的电流,a、b两点与两导线共面,a点在两导线的中间与两导线的距离均为r,b点在导线2右侧,与导线2的距离也为r.现测得a点磁感应强度的大小为B,则去掉导线1后,b点的磁感应强度大小为________,方向________.