如图所示,在空间中存在垂直纸面向里的场强为B匀强磁场,其边界AB、CD的宽度为d,在左边界的Q点处有一质量为m,带电量为负q的粒子沿与左边界成30o的方向射入磁场,粒子重力不计.求:(1)带电粒子能从AB边界飞出的最大速度?(2)若带电粒子能垂直CD边界飞出磁场,穿过小孔进入如图所示的匀强电场中减速至零且不碰到负极板,则极板间电压及整个过程中粒子在磁场中运动的时间?(3)若带电粒子的速度是(2)中的倍,并可以从Q点沿纸面各个方向射入磁场,则粒子能打到CD边界的范围?
如图14甲所示,光滑的平行水平金属导轨、相距,在点和点间连接一个阻值为的电阻,在两导轨间矩形区域内有垂直导轨平面竖直向上、宽为的匀强磁场,磁感应强度为。一质量为、电阻为、长度也刚好为的导体棒垂直搁在导轨上,与磁场左边界相距。现用一个水平向右的力拉棒,使它由静止开始运动,棒离开磁场前已做匀速直线运动,棒与导轨始终保持良好接触,导轨电阻不计,随与初始位置的距离变化的情况如图14乙,已知。求:(1)棒离开磁场右边界时的速度;(2)棒通过磁场区域的过程中整个回路所消耗的电能;(3)满足什么条件时,棒进入磁场后一直做匀速运动。
如图13所示,有一磁感强度的水平匀强磁场,垂直放置一很长的金属框架,框架上有一导体与框架边垂直且始终保持良好接触,由静止开始下滑。已知框架的宽度为,质量为,电阻为,框架电阻不计,取,求: (1) 中电流的方向如何? (2)导体下落的最大速度;(3)导体在最大速度时的电功率。
(10分)如图12所示,在轴上方有匀强磁场,一个质量为,带电量为的的粒子,以速度从点以角射入磁场,粒子重力不计,求: (1)粒子在磁场中的运动时间. (2)粒子离开磁场的位置.
如图所示,竖直放置的正对平行金属板长L,板间距离也为L,两板间有场强为E的匀强电场(电场仅限于两板之间),右极板的下端刚好处在一有界匀强磁场的边界(虚线所示)上,该边界与水平成45°夹角,边界线以右有垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为m、电量为e的电子在左侧金属板的中点从静止开始,在电场力作用下加速向右运动,穿过右极板中心小孔后,进入匀强磁场。求:(1)从电子开始运动到进入匀强磁场所需的时间;(2)匀强磁场的磁感应强度B应满足什么条件,才能保证电子从磁场出来后,还能穿越平行金属板间的电场区域。
如图所示,一小球从A点以某一水平向右的初速度出发,沿水平直线轨道运动到B点后,进入半径的光滑竖直圆形轨道,圆形轨道间不相互重叠,即小球离开圆形轨道后可继续向C点运动,C点右侧有一壕沟,C、D两点的竖直高度,水平距离,水平轨道AB长为.小球与水平轨道间的动摩擦因数,重力加速度.则:(1)若小球恰能通过圆形轨道的最高点,求小球在A点的初速度?(2)若小球既能通过圆形轨道的最高点,又不掉进壕沟,求小球在A点的初速度的范围是多少?