(12分)如图所示,在平面直角坐标系xOy内,第Ⅰ象限的等腰直角三角形MNP区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,y<0的区域内存在着沿y轴正方向的匀强电场.一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从电场中Q(-2h,-h)点以速度v0水平向右射出,经坐标原点O处射入第Ⅰ象限,最后以垂直于PN的方向射出磁场.已知MN平行于x轴,N点的坐标为(2h,2h),不计粒子的重力,求:(1 ) 电场强度E的大小;(2)带电粒子从O点射出电场时与水平方向夹角的正切值(3 ) 磁感应强度B的大小.
如图所示,电源电动势E0=15V,内阻r0=1Ω,定值电阻R1=30Ω,R2=60Ω。间距d=0.2m的两平行金属板水平放置,板间分布有垂直于纸面向里、磁感应强度B=1T的匀强磁场。闭合开关S,板间电场视为匀强电场,将一带正电的小球以初速度v=0.1m/s沿两板间中线水平射入板间。设滑动变阻器接入电路的阻值为Rx,忽略空气对小球的作用,取g=10m/s2。 (1)当Rx=29Ω时,电阻R2消耗的电功率是多大? (2)若小球进入板间做匀速圆周运动并与板相碰,碰时速度与初速度的夹角为60°,则Rx是多少?
如图所示是等离子体发电机的示意图,平行金属板间的匀强磁场的磁感应强度B=0.5T,两板间距离为0.2m,要使输出电压为220V,则 (1)确定上极板所带电荷的电性 (2)求等离子体垂直射入磁场的速度大小
如图所示,在y<0的区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直于xy平面并指向纸里,磁感应强度为B。一带负电的粒子(质量为m、电荷量为q)以速度v0从O点射入磁场,入射方向在xy平面内,与x轴正向的夹角为θ=300。(粒子所受重力不计)求: (1)该粒子射出磁场时的位置; (2)该粒子在磁场中运动的时间。
如图所示,在正电荷Q产生的电场中有A、B、C三点(C点未画出),其中A、B两点间的电势差为。现将电荷量的带正电的试探电荷从A点移到B点,电场力做的功是多少?若将该试探电荷再从B移动到C,电场力做的功,则A、C两点间的电势差是多少?
如图是一种磁动力电梯示意图。在竖直方向有两组很长的平行轨道PQ、MN,轨道间有水平方向、交替排列的匀强磁场B1和B2,B1=B2=1.0T,B1和B2的方向相反,两磁场始终竖直向上做匀速直线运动。电梯轿厢固定在如图所示的金属框abcd内(图中轿厢未画出)并与之绝缘。已知电梯满载时连同金属框的总质量为2.35×103kg,所受阻力f=500N,金属框垂直轨道的边长Lcd=2.0m,两磁场的竖直宽度均与金属框的高Lad相同,金属框整个回路的电阻R=2.0×10-3Ω,取g=10m/s2。假如设计要求电梯满载时能以v1=3.0m/s的速度匀速上升,求: (1)图示时刻(ab边在磁场B1中,dc边在磁场B2中)金属框中感应电流的大小及方向(方向用顺时针或逆时针表示); (2)磁场向上运动速度v0的大小; (3)该电梯满载以速度v1向上匀速运动时所消耗的总功率。