如图所示,竖直放置的半圆形绝缘光滑轨道半径R=40cm,下端与绝缘光滑的水平面平滑连接,整个装置处于方向竖直向下,大小为E=103V/m的匀强电场中,一质量为m=10g、带电量为q=+10-4C的小物块(可视为质点),从水平面上的A点以初速度v0水平向左运动,沿半圆形轨道恰好能通过最高点C,取g=10m/s2,试求:(1)小物块从C点抛出后落地点与B点间的水平距离;(2)v0的大小和过B点时轨道对小物块的支持力大小;
如图所示,空间分布着方向平行于纸面且与场区边界垂直的有界匀强电场,电场强度为E、宽度为L。在紧靠电场右侧的圆形区域内,分布着垂直于纸面向外的匀强磁场,圆形磁场区域半径为r。当一带正电的粒子(质量为m,电荷量为q)从A点静止释放后,在M点离开电场,并沿半径方向射入磁场区域,磁感应强度为B,粒子恰好从N点射出,O为圆心,∠MON=120°,粒子重力忽略不计。求:(1)粒子经电场加速后,进入磁场时速度v的大小;(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小和粒子在电场、磁场中运动的总时间t;(3)若粒子在离开磁场前某时刻,磁感应强度方向不变,大小突然变为B1,此后粒子恰好被束缚在该磁场中,则B1的最小值为多少?
如图所示,两条平行的光滑金属导轨固定在倾角为θ的绝缘斜面上,导轨间距为L,导轨上端连接一个阻值为3Ω的定值电阻R。在水平虚线L1、L2间有一与导轨所在斜面垂直向上的匀强磁场B,磁场区域的宽度为d。导体棒a、b放在斜面上,a棒的质量ma=0.2kg,电阻Ra=2Ω;b棒的质量mb=0.1kg,电阻Rb=2Ω,它们分别从图中M、N处同时由静止开始在导轨上无摩擦向下滑动,都能匀速穿过磁场区域,且当b棒刚穿出磁场时a棒正好进入磁场。重力加速度g=10m/s2,不计棒之间的相互作用,不计金属导轨的电阻。导体棒始终与导轨垂直且与导轨接触良好,导轨足够长。求:(1)安培力对导体棒a、b的作功之比Wa:Wb为多少。(2)导体棒a、b在磁场中运动时速度之比va:vb为多少。(3)如果d=0.4m,则a棒开始运动时距虚线L1的距离la是多少?
如图所示,在半径为R的圆形边界内存在竖直向上的匀强电场,电场强度E=1×106T。以圆心为坐标原点建立直角坐标系,在坐标原点分别以竖直向上、竖直向下,水平向左、水平向右同时抛出四个带正电的小球,小球的电荷量q=8×10-12C,质量m=1×10-6kg,它们的初速度大小均为v0=4m/s,忽略空气阻力,重力加速度g="10m/" s2。则:(1)当R=m时,水平向右抛出的小球经过多少时间到达圆形边界?(2)试证明,在四个小球都未到达圆形边界前,能用一个圆将四个小球连起来。并写出圆心的坐标。
如图所示,由六根质量不计的导体棒组成一个人字形线圈,放在光滑绝缘水平面上,每根导棒长均为L=1m,线圈总电阻R=0.2Ω,将ad与a/d/用细线OO/拉住,e、f是两个质量都为m=0.1kg光滑转轴,四根倾斜导体棒与水平面成37 0角。人字形线圈在水平面投影区内有两块对称的区域,竖直向上的匀强磁场B穿过这两块区域。如图中阴影区域所示(ad与a/d/恰在磁场中),其他地方没有磁场。磁场按B=+0.5t 的规律变化,取sin37°=0.6,cos37°=0.8。求: (1)t=0时水平面对线圈ad边支持力的大小和此时通过线圈电流大小;(2)经过多少时间线圈的ad边与a/d/边开始运动?(3)若在磁场力作用下经过一段时间,当线圈中产生了Q=1.2J热量后线圈刚好能完全直立(即ad边与a/d/边并拢在一起),则在此过程中磁场对线圈总共提供了多少能量?(4)若人形线圈从直立状态又散开,此时磁感强度为B0 =T且不再变化,则ad边与a/d/再次刚进入磁场时,通过线圈的电流为多大?
如图所示,固定于同一条竖直线上的点电荷A、B相距为2d ,电量分别为+Q和-Q。MN是竖直放置的光滑绝缘细杆,另有一个穿过细杆的带电小球p,质量为m、电量为+q(可视为点电荷,q远小于Q),现将小球p从与点电荷A等高的C处由静止开始释放,小球p向下运动到距C点距离为d的O点时,速度为v。已知MN与AB之间的距离为d,静电力常量为k,重力加速度为g。求:(1)C、O间的电势差UCO; (2)小球p经过O点时的加速度;(3)小球p经过与点电荷B等高的D点时速度的大小。