如图所示,在x-o-y坐标系中,以(r,0)为圆心、r为半径的圆形区域内存在匀强磁场,磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里。在y > r的足够大的区域内,存在沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为E。从O点以相同速率向不同方向发射质子,质子的运动轨迹均在纸面内,且质子在磁场中运动的轨迹半径也为r。已知质子的电荷量为q,质量为m,不计质子所受重力及质子间相互作用力的影响。(1)求质子射入磁场时速度的大小;(2)若质子沿x轴正方向射入磁场,求质子从O点进入磁场到第二次离开磁场经历的时间;
如图所示,金属条的左侧有垂直纸面向里的磁感应强度为B、面积足够大的匀强磁场.在金属条正上方,与A点相距上方l处有一涂有荧光材料的金属小球P(半径可忽略).一强光束照射在金属条的A处,可以使A处向各个方向逸出不同速度的电子,小球P因受到电子的冲击而发出荧光.已知电子的质量为m、电荷量为e. (1)从A点垂直金属条向左垂直射入磁场的电子中,能击中小球P的电子的速度是多大?(2) 若A点射出的、速度沿纸面斜向下方,且与金属条成θ角的电子能击中小球P,请导出其速率v与θ的关系式,并在图中画出其轨迹.
质量m =" 2.0×10" -4kg、电荷量q = 1.0×10-6C的带正电微粒静止在空间范围足够大的匀强电场中。求:(取g = 10m/s2)⑴ 匀强电场的电场强度E1的大小和方向;⑵ 在t = 0时刻,电场强度大小增加到E2 = 4.0×103N/C,方向不变,求:微粒在t = 0.20s的速度大小;⑶ 在⑵的情况中,求t=0.20s时间内带电微粒的电势能变化。
在图示的电路中,电源的内电阻r = 0.6Ω。电阻R1 = 4Ω,R3 = 6Ω,闭合开关后电源消耗的总功率为40W,输出功率为37.6W。求:⑴ 电源电动势E;⑵ 电阻R2的阻值。
如图甲是质谱仪的工作原理示意图。图中的A容器中的正离子从狭缝S1以很小的速度进入电压为U的加速电场区(初速度不计)加速后,再通过狭缝S2从小孔G垂直于MN射入偏转磁场,该偏转磁场是以直线MN为上边界、方向垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B,离子最终到达MN上的H点(图中未画出),测得G、H间的距离为d,粒子的重力可忽略不计。试求:
(1)该粒子的比荷(2)若偏转磁场为半径为的圆形区域,且与MN相切于G点,如图乙所示,其它条件不变,仍保证上述粒子从G点垂直于MN进入偏转磁场,最终仍然到达MN上的H点,则磁感应强度与B的比为多少?
在地面附近的真空室中,水平平行虚线PQ、MN间有方向水平且垂直于纸面的匀强磁场,PQ与MN相距为2L。一个边长为L、质量为m的均匀金属框abcd,总电阻为R,处于竖直面内,ab边距PQ为L。让金属框由静止开始下落,运动中保证金属框始终在竖直平面内且ab边与PQ平行,当金属框ab边刚进入磁场,金属框即开始做匀速运动。已知重力加速度为g,求(1)匀强磁场的磁感应强度B(2)金属框从开始运动至其ab边刚要出磁场的过程中,金属框产生的焦耳热Q(3)金属框ab边刚要出磁场时的速度v