如图所示,坐标空间中有场强为E的匀强电场和磁感应强度 为B的匀强磁场,y轴为两种场的分界面,图中虚线为磁场区域的右边界.现有一质量为m,电荷量为-q的带电粒子从电场中坐标位置(-L,0)处,以初速度v0沿x轴正方向开始运动,且已知.试求:要使带电粒子能穿越磁场区域而不再返回电场中,磁场的宽度d应满足的条件.
E= U d 如图所示,两平行金属板间距为 d ,电势差为 U ,板间电场可视为匀强电场;金属板下方有一磁感应强度为 B 的匀强磁场。带电量为 +q 、质量为 m 的粒子,由静止开始从正极板出发,经电场加速后射出,并进入磁场做匀速圆周运动。忽略重力的影响,求:
(1)匀强电场场强 E 的大小; (2)粒子从电场射出时速度 V 的大小; (3)粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径 R 。
如图所示,质量为 M 、倾角为 α 的斜面体(斜面光滑且足够长)放在粗糙的水平地面上,底部与地面的动摩擦因数为 μ ,斜面顶端与劲度系数为 k 、自然长度为 l 的轻质弹簧相连,弹簧的另一端连接着质量为 m 的物块。压缩弹簧使其长度为 3 4 l 时将物块由静止开始释放,且物块在以后的运动中,斜面体始终处于静止状态。重力加速度为 g 。 (1)求物块处于平衡位置时弹簧的长度; (2)选物块的平衡位置为坐标原点,沿斜面向下为正方向建立坐标轴,用 x 表示物块相对于平衡位置的位移,证明物块做简谐运动; (3)求弹簧的最大伸长量; (4)为使斜面始终处于静止状态,动摩擦因数 μ 应满足什么条件(假设滑动摩擦力等于最大静摩擦力)?
如图所示的平面直角坐标系 xOy ,在第Ⅰ象限内有平行于y轴的匀强电场,方向沿 y 正方向;在第Ⅳ象限的正三角形 abc 区域内有匀强电场,方向垂直于 xOy 平面向里,正三角形边长为 L ,且 ab 边与 y 轴平行。一质量为 m 、电荷量为 q 的粒子,从 y 轴上的 P(0,h) 点,以大小为 v 0 的速度沿 x 轴正方向射入电场,通过电场后从 x 轴上的 a(2h,0) 点进入第Ⅳ象限,又经过磁场从 y 轴上的某点进入第Ⅲ象限,且速度与 y 轴负方向成45°角,不计粒子所受的重力。求: (1)电场强度 E 的大小; (2)粒子到达 a 点时速度的大小和方向; (3) abc 区域内磁场的磁感应强度 B 的最小值。
一物体放在水平地面上,如图1所示,已知物体所受水平拉力 F 随时间 t 的变化情况如图2所示,物体相应的速度 v 随时间 t 的变化关系如图3所示。求: (1)0~8 s 时间内拉力的冲量; (2)0~6 s 时间内物体的位移; (3)0~10 s 时间内,物体克服摩擦力所做的功。
如图所示,导体框架的平行导轨间距d=1m,框架平面与水平面夹角=30°,匀强磁场方向垂直框架平面向上,且B=0.2T,导体棒ab的质量m=0.2kg,R=0.1,水平跨在导轨上,且可无摩擦滑动(g取10m/s2)求: ⑴ab下滑的最大速度 ⑵以最大速度下滑时,ab棒上的电热功率。