如图所示,在矩形ABCD区域内,对角线BD以上的区域存在有平行于AD向下的匀强电场,对角线BD以下的区域存在有垂直于纸面的匀强磁场(图中未标出),矩形AD边长为L,AB边长为2L。一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子(重力不计)以初速度v0从A点沿AB方向进入电场,在对角线BD的中点P处进入磁场,并从DC边上以垂直于DC边的速度离开磁场(图中未画出),求: (1)电场强度E的大小和带电粒子经过P点时速度v的大小和方向; (2)磁场的磁感应强度B的大小和方向。
如图甲所示,光滑绝缘水平面上,磁感应强度B=2T的匀强磁场以虚线MN为左边界,MN的左侧有一质量m=0.1kg,bc边长L1=0.2m,电阻R=2Ω的矩形线圈abcd.t=0时,用一恒定拉力F拉线圈,使其由静止开始向右做匀加速运动,经过时间1s,线圈的bc边到达磁场边界MN,此时立即将拉力F改为变力,又经过1s,线圈恰好完全进入磁场.整个运动过程中,线圈中感应电流i随时间t变化的图象如图乙所示. (1)求线圈bc边刚进入磁场时的速度v1和线圈在第ls内运动的距离x; (2)写出第2s内变力F随时间t变化的关系式; (3)求出线圈ab边的长度L2.
如图所示,一足够长的矩形区域abcd内充满方向垂直纸面向里的、磁感应强度为B的匀强磁场,在ad边中点O,方向垂直磁场向里射入一速度方向跟ad边夹角θ=30°、大小为v0的带正电粒子,已知粒子质量为m,电量为q,ad边长为L,ab边足够长,粒子重力不计,求: (1)粒子能从ab边上射出磁场的v0大小范围. (2)如果带电粒子不受上述v0大小范围的限制,求粒子在磁场中运动的最长时间.
有一金属细棒ab,质量m=0.05kg,电阻不计,可在两条轨道上滑动,如图所示,轨道间距为L=0.5m,其平面与水平面的夹角为θ=37°,置于垂直于轨道平面向上的匀强磁场中,磁感应强度为B=1.0T,金属棒与轨道的动摩擦因数μ=0.5,(设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等)回路中电源电动势为E=3V,内阻r=0.5Ω.求: ①为保证金属细棒不会沿斜面向上滑动,流过金属细棒ab的电流的最大值为多少? ②滑动变阻器R的阻值应调节在什么范围内,金属棒能静止在轨道上? (g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
有一带电量q=﹣3×10﹣6C的点电荷,从电场中的A点移到B点时,克服电场力做功6×10﹣4J,从B点移到C点时电场力做功9×10﹣4J.问: (1)AB、BC、CA间电势差各为多少? (2)如以B点为零电热,则A、C两点的电势各为多少?
如图所示,在倾角α=60°的斜面上,放一质量为1 0kg的物体,用k=100N/m的轻质弹簧平行于斜面拉着,物体放在PQ之间任何位置都能处于静止状态,而超过这一范围,物体就会沿斜面滑动,若AP=22cm,AQ=8cm,试求物体与斜面间的最大静摩擦力的大小?(sin60°=,cos60°=)