如右图所示,在某空间实验室中,有两个靠在一起的等大的圆柱形区域,分别存在着等大反向的匀强磁场,磁感应强度,磁场区域半径,左侧区圆心为,磁场向里,右侧区圆心为,磁场向外.两区域切点为C.今有质量.带电荷量的某种离子,从左侧区边缘的A点以速度正对O1的方向垂直磁场射入,它将穿越C点后再从右侧区穿出.求:(1)该离子通过两磁场区域所用的时间.(2)离子离开右侧区域的出射点偏离最初入射方向的侧移距离为多大?(侧移距离指垂直初速度方向上移动的距离)
如图所示,有一半径为r的圆形有界匀强磁场区域,磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,其周围对称放置带有中心孔a、b、c的三个相同的平行板电容器,三个电容器两板间距离均为d,接有相同的电压U,在D处有一静止的电子,质量为m,电荷量为e,释放后从a孔射入匀强磁场中,并先后穿过b、c孔再从a孔穿出回到D处,求: (1)电子在匀强磁场中运动的轨道半径R; (2)匀强磁场的磁感应强度B; (3)电子从D出发到第一次回到D处所用的时间t。
有一种试验阶段的超导电磁推进船。它取消了传统的螺旋桨,是船舶推进的重大革新,其原理如图所示,强磁场方向竖直向,在垂直于船身方向两边安装正负电极,电极都在海水里。当电源接通时海水中产生垂直于船体方向的强电流,其在磁场作用下产生推力F="50" N,推动船体运动。如磁感应强度B="5" T(看作匀强磁场),水通道宽L="0.5" m,设电源接通时回路的电阻为R=5Ω。求: (1)结合题中的原理图说明船的运动方向; (2)通过电源的电流I; (3)电源两端的路端电压U。
山地滑雪是人们喜爱的一项体育运动。滑道由AB和BC组成,AB是倾角为θ=37°的斜坡,BC是半径为R="5" m的圆弧面,圆弧对应的圆心角也为θ=37°圆弧面和斜面相切于B点,与水平面相切于C点,如图所示,AB竖直高度差h1="7.2" m,竖直台阶CD竖直高度差为h2=6.8 m,运动员连同滑雪装备总质量为m="80" kg,从A点由静止滑下通过C点后飞落到水平地面DE上(不计空气阻力和轨道的摩擦阻力,g取10 m/s2, sin37°=0.6,cos37°=0.8)。求: (1) 运动员在斜坡AB上运动的时间t; (2) 运动员到达B点的速度VB; (3) 运动员落到DE上的动能EKD。
如图所示,长为L质量为m的金属棒ab自平行倾斜双轨上高为h处自由滑下,经光滑圆弧连接处进滑入水平平行双轨,水平双轨处在磁感应强度为B,方向竖直向上的匀强磁场中,倾斜双轨与水平双轨间夹角为θ,在水平双轨上摆放着另一质量为m的金属棒cd,若金属棒光滑,水平双轨很长,两金属棒不可能相碰,且电阻均为R0(导轨电阻不计)。求: (1)金属棒ab在倾斜平行双轨滑下时的加速度a; (2)金属棒ab刚滑入水平双轨时产生的电动势E; (3)金属棒ab刚滑入水平双轨产生的电流I。
如图所示,直角坐标系xoy位于竖直平面内,y轴正方向竖直向上,x轴正方向水平向右。空间中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,匀强磁场垂直xoy平面向里,磁感应强度大小为B。匀强电场(图中未画出)方向平行于xoy平面,小球(可视为质点)的质量为m、带电量为+q,已知电场强度大小为,g为重力加速度。 (1)若匀强电场方向水平向左,使小球在空间中做直线运动,求小球在空间中做直线运动的速度大小和方向; (2)若匀强电场在xoy平面内的任意方向,确定小球在xoy平面内做直线运动的速度大小的范围; (3)若匀强电场方向竖直向下,将小球从O点由静止释放,求小球运动过程中距x轴的最大距离。