如图所示,在xoy坐标系中,x轴上N点到O点的距离是24cm,虚线NP与x轴负向的夹角是30°。第Ⅰ象限内NP的上方有匀强磁场,磁感应强度B=1T,第Ⅳ象限有匀强电场,方向沿y轴正方向。一质量为,电荷量带正电粒子,从电场中M(24,-16)点由静止释放,经电场加速后从N点进入磁场,又从y轴上P点穿出磁场。不计粒子重力,取,求:
(1)粒子在磁场中运动的速度v;
(2)匀强电场的电场强度E;
(3)粒子从M点运动到P点的过程中所用时间t。
如图所示,与水平面成37°的倾斜轨道AC,其延长线在D点与半圆轨道DF相切,全部轨道为绝缘材料制成且位于竖直面内,整个空间存在水平向左的匀强电场,MN的右侧存在垂直于纸面向里的匀强磁场(C点在MN边界上)。一质量为0.4kg的带电小球沿轨道AC下滑,至C点时速度为,接着沿直线CD运动到D处进入半圆轨道,进入时无动能损失,恰好能通过F点,通过F点时速度为4m/s,取g=10m/s2求:
(1)小球带正电还是负电;
(2)小球在半圆轨道部分克服摩擦力所做的功;
(3)小球从F点飞出时磁场同时消失,小球离开F点后的运动轨迹与AC轨道所在直线的交点为G(G点未标出),求G点到D点的距离。
如图所示,边长为4l的正方形ABCD内存在两个场强大小相等、方向相反的有界匀强电场,中位线OO/上方的电场方向竖直向下,OO/下方的电场方向竖直向上。从某时刻起,在A、O两点间(含A点,不含O点)连续不断地有电量为+q、质量为m的粒子以相同速度v0沿水平方向射入电场。其中从A点射入的粒子第一次穿越OO/后就恰好从C点沿水平方向射出正方形电场区。不计粒子的重力及粒子间的相互作用。求:
(1)从AO间入射的粒子穿越电场区域的时间t和匀强电场的场强E的大小;
(2)在AO间离O点高度h为多大的粒子,最终能沿水平方向从CD间射出正方形电场区?
(3)上一问中能沿水平方向射出正方形电场区的这些粒子,在穿越OO/时的速度大小v
在光滑绝缘的水平面上,用长为2L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球A和B.A球的带电量为+2q,B球的带电量为-3q,组成一带电系统,如图所示,虚线MP为AB两球连线的垂直平分线,虚线NQ与MP平行且相距4L.最初A和B分别静止于虚线MP的两侧,距MP的距离均为L,且A球距虚线NQ的距离为3L,若视小球为质点,不计轻杆的质量,在虚线MP,NQ间加上水平向右的匀强电场E后,求:
(1)B球刚进入电场时,带电系统的速度大小;
(2)带电系统从开始运动到速度第一次为零所需时间以及B球电势能的变化量。
半径为 a 的圆形区域内有均匀磁场,磁感强度为,磁场方向垂直纸面向里,半径为 b 的金属圆环与磁场同心地放置,磁场与环面垂直,其中, ,金属环上分别接有灯 L1、L2,两灯的电阻均为 R = 2Ω.一金属棒 MN 与金属环接触良好, 金属棒的电阻为 r = 1 Ω,环的电阻忽略不计.
(1)若棒以 v0 = 8 m/s 的速率在环上向右匀速滑动,求棒滑过圆环直径 OO′ 的瞬时(如图所示)MN 间的电压UMN和流过灯 L1 的电流I1;
(2)撤去中间的金属棒 MN,将右面的半圆环 OL2O′以OO′为轴向上翻转 90°,若此时磁场随时间均匀变化,其变化率为,求L1的功率P1.
如图所示,一矩形金属框架与水平面成角θ=37°,宽L=0.4 m,上、下两端各有一个电阻R0=2 Ω,框架的其他部分电阻不计,框架足够长,垂直于金属框架平面的方向有一向上的匀强磁场,磁感应强度B=1.0 T.ab为金属杆,与框架良好接触,其质量m=0.1 kg,电阻r=1.0 Ω,杆与框架的动摩擦因数μ=0.5.杆由静止开始下滑,在速度达到最大的过程中,上端电阻R0产生的热量Q0=0.5 J(取g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8).求:
(1)流过R0的最大电流;
(2)从开始到速度最大的过程中ab杆沿斜面下滑的距离。