如图所示,在直角坐标系xOy的第Ⅱ象限整个区域内,存在着沿y轴负方向、场强大小为E的匀强电场,在第Ⅳ象限整个区域内存在着方向垂直于xOy平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。从电场中P(-L,2L)、Q(-L,)两点连线上各处,沿x轴正方向同时射入许多质量为m、电荷量为q的带正电粒子,结果所有粒子都从坐标原点O进入磁场。不计粒子的重力及粒子之间的相互作用,求:(1)粒子从射入到全部通过O点所用的时间t0。(2)这些粒子从x轴上射出磁场时,所经过区域的宽度△d。
如下图a所示的平面坐标系,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,时刻,有一带正电的粒子(不计重力)从坐标原点O沿轴正向进入磁场,初速度为,已知正粒子的荷质比为,其他有关数据见图中标示。试求: (1)时刻,粒子的坐标; (2)粒子从开始时刻起经多长时间到达轴; (3)粒子是否还可以返回原点?如果可以,则经多长时间返回原点?
如图所示,倾角θ=30°,宽度L=1m的足够长的U形平行光滑金属导轨,固定在磁感强度B=1T,范围充分大的匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直.用平行于导轨,功率恒为6W的牵引力F牵引一根质量m=0.2kg,电阻R=1Ω放在导轨上的金属棒ab,由静止开始沿导轨向上移动(ab始终与导轨接触良好且垂直),当ab棒移动2.8m时获得稳定速度,在此过程中,金属棒产生的热量为5.8J(不计导轨电阻及一切摩擦,取g=10m/s2),求: (1)ab棒的稳定速度; (2)ab棒从静止开始达到稳定速度所需时间.
一个质量m=0.1kg的正方形金属框总电阻R=0.5Ω,金属框放在表面绝缘且光滑的斜面顶端(金属框上边与AA′重合),自静止开始沿斜面下滑,下滑过程中穿过一段边界与斜面底边BB′平行、宽度为d的匀强磁场后滑至斜面底端(金属框下边与BB′重合),设金属框在下滑过程中的速度为v,与此对应的位移为s,那么v2―s图象如图所示,已知匀强磁场方向垂直斜面向上,g=10m/s2。 (1)根据v2―s图象所提供的信息,计算出斜面倾角θ和匀强磁场宽度d. (2)金属框从进入磁场到穿出磁场所用的时间是多少? (3)匀强磁场的磁感应强度多大。
在互相垂直的匀强磁场和匀强电场中固定放置一光滑的绝缘斜面,其倾角为θ,设斜面足够长,磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向外,电场方向竖直向上,如图所示。一质量为m带电量为q的小球静止放在斜面的最高点A,小球对斜面的压力恰好为零。在释放小球的同时,将电场方向迅速改为竖直向下,电场强度大小不变. (1)小球沿斜面下滑的速度v为多大时,小球对斜面的正压力再次为零? (2)小球从释放到离开斜面一共历时多少?
如图(a)所示,在以直角坐标系xOy的坐标原点O为圆心、半径为r的圆形区域内,存在磁感应强度大小为B、方向垂直xOy所在平面的匀强磁场。一带电粒子由磁场边界与x轴的交点A处,以速度v0沿x轴负方向射入磁场,粒子恰好能从磁场边界与y轴的交点C处,沿y轴正方向飞出磁场,不计带电粒子所受重力。 (1)求粒子的荷质比。(要求画出粒子在磁场中运动轨迹的示意图) (2)若磁场的方向和所在空间的范围不变,而磁感应强度的大小变为B′,该粒子仍从A处以相同的速度射入磁场,粒子飞出磁场时速度的方向相对于入射方向改变了θ角,如图(b)所示,求磁感应强度B′的大小。(要求画出粒子在磁场中运动轨迹的示意图)