如图所示,水平面上有两电阻不计的光滑金属导轨平行固定放置,间距d为0.5 m,左端通过导线与阻值为2 W的电阻R连接,右端通过导线与阻值为4 W的小灯泡L连接,在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场,CE长为2 m,CDEF区域内磁场的磁感应强度B随时间变化如图所示,在t=0时,一阻值为2 W的金属棒在恒力F作用下由静止开始从ab位置沿导轨向右运动,当金属棒从ab位置运动到EF位置过程中,小灯泡的亮度没有发生变化,求:(1)通过小灯泡的电流强度。(2)恒力F的大小。(3)金属棒的质量。
如图所示,一带电微粒质量m=2.0×10-11kg、电荷量q=+1.0×10-5C,从静止开始经电压为U1=100V的电场加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场中,微粒射出电场时的偏转角θ=30°,并接着进入一个方向垂直纸面向里、宽度D=34.6cm的匀强磁场区域。已知偏转电场中金属板长L=20cm,两板间距d=17.3cm,重力忽略不计。求: (1)带电微粒进入偏转电场时的速率v1; (2)偏转电场中两金属板间的电压U2; (3)为使带电微粒不会由磁场右边射出,该匀强磁场的磁感应强度B至少为多大?
2008年9月我国成功发射“神舟七号”载人航天飞船。如图所示为“神舟七号”绕地球飞行时的电视直播画面。由图中显示的数据可知,飞船距地面的高度约为地球半径的。已知地球半径为R、地面附近的重力加速度为g,飞船、大西洋星、太平洋星和印度洋星绕地球的运动均可视为匀速圆周运动。 (1)估算“神舟七号”飞船的轨运行的加速度的大小; (2)已知大西洋星距地面的高度约为地球半径的6倍,估算大西洋星运行的速率。
如图所示,质量m=2.0kg的小滑块,由静止开始从倾角θ=30°的固定光滑斜面 的顶端A滑至底端B,A点距离水平地面的高度h=5.0m,重力加速度g取10m/s2,求: (1)滑块由A滑到B经历的时间; (2)滑块由A滑到B的过程中重力的最大功率。
如图所示,相距2L的AB、CD两直线间的区域存在着两个大小不同、方向相反的有界匀强电场,其中PT上方的电场E1的场强方向竖直向下,PT下方的电场E0的场强方向竖直向上,在电场左边界AB上宽为L的PQ区域内,连续分布着电量为+q、质量为m的粒子。从某时刻起由Q到P点间的带电粒子,依次以相同的初速度v0沿水平方向垂直射入匀强电场E0中,若从Q点射入的粒子,通过PT上的某点R进入匀强电场E1后从CD边上的M点水平射出,其轨迹如图,若MT两点的距离为L/2。不计粒子的重力及它们间的相互作用。试求: (1)电场强度E0与E1; (2)在PQ间还有许多水平射入电场的粒子通过电场后也能垂直CD 边水平射出,这些入射点到P点的距离有什么规律? (3)有一边长为a、由光滑绝缘壁 围成的正方形容器,在其边界正中 央开有一小孔S,将其置于CD右 侧,若从Q点射入的粒子经AB、CD间的电场从S孔水平射入容器中。欲使粒子在容器中与器壁多次垂直碰撞后仍能从S孔射出(粒子与绝缘壁碰撞时无能量和电量损失),并返回Q点,在容器中现加上一个如图所示的匀强磁场,粒子运动的半径小于a,磁感应强度B的大小还应满足什么条件?
如图所示,真空有一个半径r=0.5m的圆形磁场,与坐标原点相切,磁场的磁感应强度大小B=2×10-3T,方向垂直于纸面向里,在x=r处的虚线右侧有一个方向竖直向上的宽度为L1=0.5m的匀强电场区域,电场强度E=1.5×103N/C.在x=2m处有一垂直x方向的足够长的荧光屏,从O点处向不同方向发射出速率相同的荷质比=1×109C/kg带正电的粒子,粒子的运动轨迹在纸面内,一个速度方向沿y轴正方向射入磁场的粒子,恰能从磁场与电场的相切处进入电场。不计重力及阻力的作用。求: (1)粒子进入电场时的速度和粒子在磁场中的运动的时间? (2)速度方向与y轴正方向成30°(如图中所示)射入磁场的粒子,最后打到荧光屏上,该发光点的位置坐标。