如图所示,坐标系xOy所在的竖直面内,有垂直平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,在x<0的空间内,还有沿x轴负方向的匀强电场,场强为E.一个带正电的油滴经图中x轴上的M点沿着与水平方向成α=30°的方向斜向下做直线运动,直到进入x>0的区域.要使油滴在x>0的区域在竖直面内做匀速圆周运动,并通过x轴上的N点,且,则:带电粒子运动的速率为多少?在x>0的区域需加电场的大小、方向?粒子从M点到N点所用的时间为多少?
半径为 R ,均匀带正电荷的球体在空间产生球对称的电场;场强火小沿半径分布如图所示,图中 E 0 已知, E-r 曲线下 O-R 部分的面积等于 R-2R 部分的面积。 (1)写出 E-r 曲线下面积的单位; (2)己知带电球在 r⩾R 处的场强 E=kQ/r2 ,式中k为静电力常量,该均匀带电球所带的电荷量 Q 为多大? (3)求球心与球表面间的电势差 △R ; (4)质量为 m ,电荷量为 q 的负电荷在球面处需具有多大的速度可以刚好运动到 2R 处?
如图,质量为 M 、长为 L 、高为h的矩形滑块置于水平地面上,滑块与地面间动摩擦因数为 μ ;滑块上表面光滑,其右端放置一个质量为 m 的小球。用水平外力击打滑块左端,使其在极短时间内获得向右的速度 v 0 ,经过一段时间后小球落地。求小球落地时距滑块左端的水平距离。
如图,柱形容器内用不漏气的轻质绝热活塞封闭一定量的理想气体,容器外包裹保温材料。开始时活塞至容器底部的高度为 H 1 ,容器内气体温度与外界温度相等。在活塞上逐步加上多个砝码后,活塞下降到距容器底部 H 2 处,气体温度升高了 △T ;然后取走容器外的保温材料,活塞位置继续下降,最后静止于距容器底部 H 3 处:已知大气压强为 P 0 。求:气体最后的压强与温度。
在科学研究中,可以通过施加适当的电场和磁场来实现对带电粒子运动的控制。如图所示的xOy平面处于匀强电场和匀强磁场中,电场强度 E 和磁感应强度 B 随时间 t 做周期性变化的图象如图所示。x 轴正方向为 E 的正方向,垂直纸面向里为 B 的正方向。在坐标原点 O 有一粒子 P ,其质量和电荷量分别为 m 和 +q .不计重力。在 t= τ 2 时刻释放 P ,它恰能沿一定轨道做往复运动。 (1)求 P 在磁场中运动时速度的大小 v 0 ; (2)求 B 0 应满足的关系; (3)在 t 0 (0< t 0 < τ 2 )时刻释放 P ,求 P 速度为零时的坐标。
如图所示,匀强磁场中有一矩形闭合线圈 abcd ,线圈平面与磁场垂直。已知线圈的匝数 N=100 ,边长 ab=1.0m 、 bc=0.5m ,电阻 r=2Ω 。磁感应强度 B 在 0~1s 内从零均匀变化到 0.2T 。在 1~5s 内从 0.2T 均匀变化到 -0.2T ,取垂直纸面向里为磁场的正方向。求:
(1) 0.5s 时线圈内感应电动势的大小 E 和感应电流的方向;
(2)在 1~5s 内通过线圈的电荷量 q ;
(3)在 0~5s 内线圈产生的焦耳热 Q 。