如图所示,在y轴上A点沿平行x轴正方向以v0发射一个带正电的粒子,A点的坐标为(0,),第一象限充满沿y轴负方向的匀强电场,第四象限充满方向垂直纸面的匀强磁场(未画出).带电粒子从x轴上C点离开第一象限进入第四象限,C点的坐标为(2a,0).已知带电粒子的电量为q,质量为m,粒子的重力忽略不计.求:
(1)所加匀强电场E的大小
(2)若带正电的粒子经过磁场偏转后恰好能水平向左垂直打在-y轴上D点(未画出),求第四象限中所加磁场的大小与方向以及D点的坐标.
(3)若在第四象限只是某区域中存在大小为,方向垂直纸面向外的圆形匀强磁场,要使带电粒子仍能水平向左垂直打在-y轴上的D点,求该圆形磁场区域的最小面积.
如图(a)所示,两条足够长的光滑平行金属导轨竖直放置,导轨间距L=lm,两导轨的上端接有一个R=2Ω的定值电阻。虚线OO′下方是垂直于导轨平面向内的匀强磁场,磁感应强度B=2T.现将质量m=0.1kg、电阻不计的金属杆ab,从OO′上方某处由静止释放,金属杆在下落的过程中与导轨保持良好接触,且始终保持水平,导轨电阻不计。已知金属杆下落0.3m的过程中,加速度a与下落距离h的关系如图(b)所示,g取10m/s2.求:
(1)金属杆刚进入磁场时,速度v0为多大?
(2)金属杆下落0.3m的过程中,在电阻R上产生的热量Q为多少?
(3)金属杆下落0.3m的过程中,在电阻R上通过的电量q为多少?
1831年10月28日,法拉第在一次会议上展示了他发明的圆盘发电机.如图所示为一圆盘发电机对小灯泡供电的示意图,铜圆盘可绕竖直铜轴转动,两块铜片C、D分别与圆盘的竖直轴和边缘接触.已知铜圆盘半径为L,接入电路中的电阻为r,匀强磁场竖直向上,磁感应强度为B,小灯泡电阻为R.不计摩擦阻力,当铜圆盘以角速度ω沿顺时针方向(俯视)匀速转动时,求:
(1) 铜圆盘的铜轴与边缘之间的感应电动势大小E;
(2) 流过小灯泡的电流方向,以及小灯泡两端的电压U;
(3) 维持圆盘匀速转动的外力的功率P.
质量为0.1g的小物块带有 的电荷,放在倾角为30°且足够长的光滑绝缘的斜面上,整个装置放在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中,如图所示,物块由静止下滑,滑到某个位置时离开斜面,求:
(1)物块带何种电荷?
(2)物块刚离开斜面时的速度多大?
(3)物块从静止到刚离开斜面的过程中做什么运动,斜面至少多长?
如图所示,直线MN上方有垂直纸面向外的足够大的有界匀强磁场区域,磁感应强度为B,一质量为m、电荷量为q的负离子(重力可忽略)从O点以与MN成θ=30°角的速度v射入该磁场区域,经一段时间后从边界MN上P点射出。求:
(1)入射点O与出射点P间的距离L;
(2)负离子在磁场中运动的时间。
在测电源电动势和内阻的实验中,经常用到如图1所示的两种电路图.
(1)在测定一节干电池的电动势和内阻时,为尽量减小实验误差,应选择图1中的______(选填“甲”或“乙”)电路,现有电流表()、开关、导线若干,以及以下器材:
A. 电压表()
B. 电压表()
C. 滑动变阻器()
D. 滑动变阻器()
实验中电压表应选用______,滑动变阻器应选用______;(选填相应器材前的字母)
(2)某同学在实验时,分别利用图1中的甲、乙两个电路图对待测电源进行了测量,并根据实验数据分别绘制出了相应的图,如图2所示,则直线______(选填“a”或“b”)对应图1中甲电路的测量数据;根据两条图,该电源电动势的准确值______,内阻的准确值______(用、、、表示)