如图甲所示,在空间存在一个变化的电场和一个变化的磁场,电场的方向水平向右(图甲中由B到C),场强大小随时间变化情况如图乙所示;磁感应强度方向垂直于纸面、大小随时间变化情况如图丙所示。在t=1s时,从A点沿AB方向(垂直于BC)以初速度v0射出第一个粒子,并在此之后,每隔2s有一个相同的粒子沿AB方向均以初速度v0射出,并恰好均能击中C点,若AB=BC=L,且粒子由A运动到C的运动时间小于1s。不计空气阻力,对于各粒子由A运动到C的过程中,以下说法正确的是( )
A.电场强度E0和磁感应强度B0的大小之比为3v0:1
B.第一个粒子和第二个粒子运动的加速度大小之比为1:3
C.第一个粒子和第二个粒子运动的时间之比为π:2
D.第一个粒子和第二个粒子通过C的动能之比为 1:5
如图甲所示,在倾角为θ的光滑斜面上,有一个质量为m的物体在沿斜面方向的力F的作用下由静止开始运动,物体的机械能E随位移x的变化关系如图乙所示。其中0~x1过程的图线是曲线,x1~x2过程的图线为平行于x轴的直线,则下列说法中正确的是( )
A.物体在沿斜面向下运动
B.在0~x1过程中,物体的加速度一直减小
C.在0~x2过程中,物体先减速再匀速
D.在x1~x2过程中,物体的加速度为gsinθ
一倾角为θ的斜面a放在粗糙水平地面上,带正电小物块b在斜面上向下做匀速运动(运动过程中物块b所带电量始终不改变)。下列说法正确的是( )
A.当小物块b向下做匀速运动时,a与地面间没有摩擦力
B.当在a、b所在空间加上竖直向下的匀强电场时,b物块仍然将做沿斜面匀速下滑
C.当在a、b所在空间加上沿斜面向下的匀强电场时,地面不受到a的摩擦力
D.当在a、b所在空间加上垂直斜面向下的匀强电场时,物块b仍然做匀速直线运动。
(22分)如图所示,在xoy平面内第二象限的某区域存在一个圆形匀强磁场区,磁场方向垂直xoy平面向外。一电荷量为e、质量为m的电子,从坐标原点O处以速度v0射入第二象限,速度方向与y轴正方向成30°角,经过磁场偏转后,通过P(0,)点,速度方向垂直于y轴,不计电子的重力。电子在圆形磁场区域中作圆周运动的轨道半径为,求:
(1)电子从坐标原点O 运动到P点的时间t1;
(2)所加圆形匀强磁场区域的最小面积;
(3)若电子到达y轴上P点时,撤去圆形匀强磁场,同时在y轴右侧加方向垂直xoy平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B1,在y轴左侧加方向垂直xoy平面向里的匀强磁场,电子在第(k+1)次从左向右经过y轴(经过P点为第1次)时恰好通过坐标原点。求y轴左侧磁场磁感应强度大小B2及从P点运动到坐标原点的时间t2
(20分)如图所示,水平地面上方高为h=7.25m的区域内存在匀强磁场,ef为磁场的上水平边界。边长L=l.0m,质量m=0.5kg,电阻R=2.0Ω的正方形线框abcd从磁场上方某处自由释放,线框穿过磁场掉在地面上。线框在整个运动过程中始终处于竖直平面内,且ab边保持水平。以线框释放的时刻为计时起点,磁感应强度B随时间t的变化情况如B-t图象,已知线框ab边进入磁场刚好能匀速运动,g取10m/s2。求:
(1)线框进入磁场时匀速运动的速度v;
(2)线框从释放到落地的时间t;
(3)线框从释放到落地的整个过程中产生的焦耳热。
(16分).把一张足够长的水平绝缘桌面放入空间存在一有边界的电场中,电势φ随距离的变化如图(甲)所示。在绝缘水平桌面上的电场左边界O点放一质量为m=1kg的小物块,如图(乙)所示,物块与地面的摩擦因数为μ=0.2,物块带电量为q1=+0.5C。现对物块施加一水平拉力F=4N使其沿桌面运动,4s末用某种方法使物块不带电(不影响物块运动的速度),6s末撤去外力的同时,使物体恢复带电且电量为q2=-1C,g取10m/s2。求:
(1)9s末物体的速度和该时刻的位置坐标
(2)9s内物块的电势能的变化量。