许多仪器中可利用磁场控制带电粒子的运动轨迹。如图11所示的真空环境中,有一半径r=0.05m的圆形区域内存在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场,其右侧相距d=0.06m处有一足够大的竖直屏。从S处不断有比荷=108C/kg的带正电粒子以速度v=2×106m/s沿SQ方向射出,经过磁场区域后打在屏上。不计粒子重力,求:(1)粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径;(2)绕通过P点垂直纸面的轴,将该圆形磁场区域逆时针缓慢转动90°的过程中,粒子在屏上能打到的范围。
如图所示,电源电动势E=10V,内阻r=1Ω,闭合电键S后,标有“,”的灯泡恰能正常发光,电动机M的电阻R0=4Ω,求: (1)电源的输出功率P0; (2)10s内电动机产生的热量Q; (3)电动机的机械功率。
如图所示,R为电阻箱,V为理想电压表,当电阻箱读数为R1=2 Ω时,电压表读数为U1=4 V;当电阻箱读数为R2=5 Ω时,电压表读数为U2=5 V.求: (1)电源的电动势E和内阻r; (2)当电阻箱R读数为多少时,电源的输出功率最大?最大值Pm为多少?
在如图所示的电路中,R1=2 Ω,R2=R3=4 Ω,当电键K接a时,R2上消耗的电功率为4W,当电键K接b时,电压表示数为4.5 V,试求: (1)电键K接a时,通过电源的电流和电源两端的电压; (2)电源的电动势和内电阻; (3)当电键K接c时,通过R2的电流.
在间距d=0.1m、电势差U=103V的两块竖立平行板中间,用一根长L=0.01m的绝缘细线悬挂一个质量m=2×10-4kg、电荷量q=10-7C的带正电荷的小球,将小球拉到使丝线恰呈水平的位置A后由静止释放(如图所示),问: (1)小球摆至最低点B时的速度和线中的拉力多大? (2)若小球摆至B点时丝线突然断裂,以后小球能经过B点正下方的C点(C点在电场内),则BC相距多远?(g=10m/s2)
如图所示中,一根垂直纸面放置的通电直导线,电流方向向纸内,电流强度为I,其质量为m,长为L,当加上一个匀强磁场时,导体仍能够静止在倾角为θ的光滑斜面,问: (1)最小应加一个多大的磁场?方向如何? (2)调节磁感应强度的大小和方向,使导体所受磁场力的大小为mg,且导体保持静止状态,那么斜面所受的压力是多大?