如下图所示,边长为l的正方形金属框abcd套在U型金属框架MNPQ内,两者都放在光滑的水平地板上,U型框架与方形金属框之间接触良好且无摩擦。方形金属框ac、bd边电阻为R,其余两边电阻不计;U型框架NQ边的电阻为R,其余两边电阻不计。虚线右侧空间存在着一个范围足够大的竖直向下的匀强磁场,磁场的磁感强度大小为B。如果将方形金属框固定不动,用力拉动U型框使它以速度v0垂直NQ边向右匀速运动,求:拉力为多大?bd两端的电势差为多大?
如图,相距为R的两块平行金属板M、N正对放置,s1、s2分别为M、N板上的小孔,s1、s2、O三点共线且水平,且s2O=R。以O为圆心、R为半径的圆形区域内存在大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场。收集板D上各点到O点的距离以及板两端点的距离都为2R,板两端点的连线垂直M、N板。质量为m、带电量为+q的粒子,经s1无初速进入M、N间的电场后,通过s2进入磁场。粒子重力不计。若粒子恰好打在收集板D的中点上,求M、N间的电压值U;求粒子从s1到打在D的最右端经历的时间t。
如图所示,一带电微粒质量为m=2.0×10-11kg、电荷量q=+1.0×10-5C,从静止开始经电压为U1=100V的电场加速后,水平进入偏转电压U2=100V两平行金属板间,偏转后,接着进入一个方向垂直纸面向里、宽度为D=20cm的匀强磁场区域。已知偏转电场金属板长L=20cm,两板间距d=10cm,重力忽略不计。求:带电微粒进入偏转电场时的速率v0;带电微粒从平行金属板射出时的偏转角θ;为使带电微粒不从磁场右边射出,该匀强磁场的磁感应强度B至少多大?
如图(a)所示,在以O为圆心,内外半径分别为R1和R2的圆环区域内,存在辐射状电场和垂直纸面的匀强磁场,内外圆间的电势差U为常量,R1=R0,R2=3R0,一电荷量为+q,质量为m的粒子从内圆上的A点进入该区域,不计重力。已知粒子从外圆上以速度v1射出,求粒子在A点的初速度v0的大小。若撤去电场,如图19(b),已知粒子从OA延长线与外圆的交点C以速度v2射出,方向与OA延长线成45°角,求磁感应强度的大小及粒子在磁场中运动的时间。在图(b)中,若粒子从A点进入磁场,速度大小为v3,方向不确定,要使粒子一定能够从外圆射出,磁感应强度应小于多少?
如图所示,平行金属极板A、B水平放置,A板带正电,B板带负电,两板间的电压为U,距离为2d,一个半径为d的绝缘光滑半圆形轨道,竖直放置在两极板中,轨道最高点、圆心O的连线与极板平行.在轨道最高点边缘处有一质量为m,电量为+ q的小球,由静止开始下滑。重力加速度为g。求:轨道最高点与最低点间的电势差;小球到达最低点时的速度大小;小球经过最低点时对轨道压力的大小。
如图所示,在x轴上方及下方存在方向垂直纸面向里的匀强磁场,上方磁场的磁感应强度大小为B、下方磁场的磁感应强度大小为。一质量为m、电量为q的带正电粒子从x轴上O点以速度v0垂直x轴向上射出。不计粒子重力。求:射出后粒子第二次到达x轴时离O点的距离, 并画出该过程粒子运动的轨迹;射出后粒子经过多长时间第二次到达x轴。