如图所示.光滑的平行金属导轨长为L、间距为d,轨道平面与水平面的夹角为θ,导轨上端接一阻值为R的电阻,导轨所在空间有垂直导轨平面向上的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B.有一质量为m、电阻为r的金属棒ab,放在导轨最上端,其余部分电阻不计.已知棒ab从导轨最上端由静止开始下滑到最底端的过程中,整个电路中产生的热量为Q,重力加速度为 g,求:(1)当棒沿导轨滑行的速度为v时,ab棒两端的电势差Uab;(2)棒下滑到轨道最底端时的速度;(3)整个过程通过电阻R的电荷量.
如图a所示的平面坐标系xOy,在整个区域内充满了匀强磁场,磁场方向垂直坐标平面,磁感应强度B随时间变化的关系如图b所示。开始时刻,磁场方向垂直纸面向内(如图),t=0时刻有一带正电的粒子(不计重力)从坐标原点O沿x轴正向进入磁场,初速度为v0=2×103m/s。已知带电粒子的比荷为,其它有关数据见图中标示。试求: (1)时粒子所处位置的坐标(x1,y1); (2)带电粒子进入磁场运动后第一次到达y轴时离出发点的距离h; (3)带电粒子是否还可以返回原点?如果可以,求返回原点经历的时间t′。
如图所示,坐标系xoy在竖直平面内,y轴的正方向竖直向上,y轴的右侧广大空间存在水平向左的匀强电场E1=2N/C,y轴的左侧广大空间存在匀强电场,磁场方向垂直纸面向外,B=1T,电场方向竖直向上,E2=2N/C。t=0时刻,一个带正电的质点在O点以v=2m/s的初速度沿着与x轴负方向成450角射入y轴的左侧空间,质点的电量为q=10-6C,质量为m=2×10-7kg,重力加速度g=10m/s2。求: (1)质点从O点射入后第一次通过y轴的位置; (2)质点从O点射入到第二次通过y轴所需时间; (3)质点从O点射入后第四次通过y轴的位置。
如图所示的坐标系,在y轴左侧有垂直纸面、磁感应强度为B的匀强磁场。在x=L处,有一个与x轴垂直放置的屏,y轴与屏之间有与y轴平行的匀强电场。在坐标原点O处同时释放两个均带正电荷的粒子A和B,粒子A的速度方向沿着x轴负方向,粒子B的速度方向沿着x轴正方向。已知粒子A的质量为m,带电量为q,粒子B的质量是n1m,带电量为n2q(n1、n2均为正整数),释放瞬间两个粒子的速率满足关系式。若已测得粒子A在磁场中运动的半径为r,粒子B击中屏的位置到x轴的距离也等于r。粒子A和粒子B的重力均不计。 (1)若r、m、q、B已知,求vA。 (2)求粒子A和粒子B打在屏上的位置之间的距离(结果用r、n1、n2表示)。
如图所示,空间区域I、II有匀强电场和匀强磁场,MN、PQ为理想边界,I区域高度为d,II区域的高度足够大,匀强电场方向竖直向上;I、II区域的磁感应强度大小均为B,方向分别垂直纸面向里和向外。一个质量为m、带电荷量为q的小球从磁场上方的O点由静止开始下落,进入场区后,恰能做匀速圆周运动。已知重力加速度为g。 (1)试判断小球的电性并求出电场强度E的大小; (2)若带电小球运动一定时间后恰能回到O点,求它释放时距MN的高度h; (3)试讨论在h取不同值时,带电小球第一次穿出I区域的过程中,电场力所做的功。
如图所示的xOy坐标系中,y轴右侧空间存在范围足够大的匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于xOy平面向里.P点的坐标为( 2L,0),Q1、Q2两点的坐标分别为(0, L),(0, -L).坐标为(,0)处的C点固定一平行于y轴放置的长为的绝缘弹性挡板,C为挡板中点,带电粒子与弹性绝缘挡板碰撞前后,沿y方向分速度不变,沿x方向分速度反向,大小不变. 带负电的粒子质量为m,电量为q,不计粒子所受重力.若粒子在P点沿PQ1方向进入磁场,经磁场运动后,求: (1)从Q1直接到达Q2处的粒子初速度大小; (2)从Q1直接到达O点,粒子第一次经过x轴的交点坐标; (3)只与挡板碰撞两次并能回到P点的粒子初速度大小.