在平面直角坐标系xOy中,第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场,经x轴上的N点与x轴正方向成θ=60°角射入磁场,最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场,如图所示。不计粒子重力,求:(1)M、N两点间的电势差UMN ;(2)粒子在磁场中运动的轨道半径r; (3)粒子从M点运动到P点的总时间t。
(15分)如图所示,在足够大的空间范围内,同时存在着竖直向上的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场,电场强度为E,磁感应强度为B。足够长的斜面固定在水平面上,斜面倾角为。有一带电的小球P静止于斜面顶端A处,且恰好对斜面无压力。若将小球P以初速度水平向右抛出(P视为质点),一段时间后,小球落在斜面上的C点。已知小球的运动轨迹在同一竖直平而内,重力加速度为g,求: (1)小球P落到斜面时速度方向与斜面的夹角及由A到C所需的时间t; (2)小球P抛出到落回斜面的位移x的大小。
如图所示,真空中有以(r,0)为圆心,半径为r的圆柱形匀强磁场区域,磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里,在y=r的实线上方足够大的范围内,有方向水平向左的匀强电场,电场强度的大小为E,从O点向不同方向发射速率相同的质子,质子的运动轨迹均在纸面内,设质子在磁场中的偏转半径也为r,已知质子的电量为e,质量为m,不计重力及阻力的作用,求: (1)质子射入磁场时的速度大小。 (2)速度方向沿x轴正方向射入磁场的质子,到达y轴所需的时间。 (3)速度方向与x轴正方向成30°角(如图所示)射入磁场的质子,到达y轴的位置坐标。
如图所示,在磁感应强度为B的水平匀强磁场中,有一足够长的绝缘细棒OO′在竖直平面内垂直于磁场方向放置,细棒与水平面夹角为α。一质量为m、带电荷量为+q的圆环A套在OO′棒上,圆环与棒间的动摩擦因数为μ,且μ<tanα,现让圆环A由静止开始下滑,试问圆环在下滑过程中: (1)圆环A的最大加速度为多大?获得最大加速度时的速度为多大? (2)圆环A能够达到的最大速度为多大?
如图所示,电源内阻,。当电键闭合时,电流表和电压表的示数分别为1.5A和2V。求: (1)电源电动势; (2)的阻值; (3)电键断开时,干路上的电流强度。
一台小型电动机在3 V电压下工作,用此电动机提升所受重力为4 N的物体时,通过它的电流是0.2 A。在30 s内可使该物体被匀速提升3 m。若不计除电动机线圈生热之外的能量损失,求: (1)电动机的输入功率; (2)在提升重物的30 s内,电动机线圈所产生的热量; (3)线圈的电阻。