绝缘光滑水平面内有一圆形有界匀强电场,其俯视图如图所示,图中XOY所在平面与光滑水平面重合,场强方向与x轴正向平行,电场的半径为R=m,圆心O与坐标系的原点重合,场强E = 2N/C,一带电量为q = -1×10-5 C,质量m =1×10-5kg带负电的粒子,由坐标原点O处以速度v0 = 1m/s沿y轴正方向射入电场,求(1)粒子在电场中运动的时间;(2)粒子出射点的位置坐标;(3)粒子射出时具有的动能。
如图所示,足够长平行金属导轨倾斜放置,倾角为37°,宽度为0.5 m,电阻忽略不计,其上端接一小灯泡,电阻为1 Ω。一导体棒MN垂直于导轨放置,质量为0.2 kg,接入电路的电阻为1 Ω,两端与导轨接触良好,与导轨间的动摩擦因数为0.5。在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度为0.8 T。将导体棒MN由静止释放,运动一段时间后,小灯泡稳定发光,此后导体棒MN的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为多少?(重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6)
矩形线框abcd的边长分别为l1、l2,可绕它的一条对称轴OO′转动,线框电阻为R,转动角速度为ω。匀强磁场的磁感应强度为B,方向与OO′垂直,初位置时线圈平面与B平行,如图所示。 (1)以图示位置为零时刻,写出现框中感应电动势的瞬时值表达式。 (2)由图示位置转过90°的过程中,通过线框截面的电荷量是多少?
下图为一列沿 x 轴正方向传播的简谐机械横波某时刻的波形图,质点 P 的振动周期为 0.4s .求该波的波速并判断 P 点此时的振动方向。
北方某地的冬天室外气温很低,吹出的肥皂泡会很快冻结.若刚吹出时肥皂泡内气体温度为 T 1 ,压强为 P 1 ,肥皂泡冻结后泡内气体温度降为 T 2 .整个过程中泡内气体视为理想气体,不计体积和质量变化,大气压强为 P 0 .求冻结后肥皂膜内外气体的压强差.
下图为某种离子加速器的设计方案.两个半圆形金属盒内存在相同的垂直于纸面向外的匀强磁场.其中 MN 和 MN` 是间距为 h 的两平行极板,其上分别有正对的两个小孔 O 和 O` , O`N`=ON=d , P 为靶点, O`P=kd ( k 为大于1的整数).极板间存在方向向上的匀强电场,两极板间电压为 U .质量为 m 、带电量为 q 的正离子从 O 点由静止开始加速,经 O` 进入磁场区域.当离子打到极板上 O`N` 区域(含 N` 点)或外壳上时将会被吸收.两虚线之间的区域无电场和磁场存在,离子可匀速穿过.忽略相对论效应和离子所受的重力.求: (1)离子经过电场仅加速一次后能打到 P 点所需的磁感应强度大小; (2)能使离子打到 P 点的磁感应强度的所有可能值; (3)打到 P 点的能量最大的离子在磁场中运动的时间和在电场中运动的时间。