如图所示,相距为d的L1和L2两条平行虚线是上下两个匀强磁场的边界,L1上方和L2下方都是垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场,M、N两点都在L2上,M点有一放射源其放射性元素衰变前原子核的质量为m,它释放出一个质量为m1,带电量为-q的粒子后,产生的新原子核质量为m2,释放出的粒子以初速度v与L2成30o角斜向上射入,经过一段时间恰好斜向上通过N点(不计重力),求:(1)该原子核发生衰变的过程中释放的核能; (2)说明粒子过N点时的速度大小和方向,并求从M到N的时间及路程。
如图1所示,宽度为d的竖直狭长区域内(边界为),存在垂直纸面向里的匀强磁场和竖直方向上的周期性变化的电场(如图2所示),电场强度的大小为,表示电场方向竖直向上.t=0时,一带正电、质量为m的微粒从左边界上的N1点以水平速度v射入该区域,沿直线运动到Q点后,做一次完整的圆周运动,再沿直线运动到右边界上的N2点.Q为线段的中点,重力加速度为g.上述d、、m、v、g为已知量. (1)求微粒所带电荷量q和磁感应强度B的大小; (2)求电场变化的周期T; (3)改变宽度d,使微粒仍能按上述运动过程通过相应宽度的区域,求T的最小值.
如右图所示为研究带电粒子在磁场中偏转问题的实验装置:M、N是竖直放置的两正对着的平行金属板,S1、S2是板上两个正对的小孔,其中N板的右侧有一个在竖直面内,以O为圆心的圆形区域,该区域内存在垂直圆面向外的匀强磁场,另有一个同样以O为圆心的半圆形荧光屏AO′C.已知S1、S2、O和荧光屏的中间位置O′在同一直线上,且AC⊥S1O′.当在M、N板间加恒定电压U时,一带正电离子在S1处由静止开始加速向S2孔运动,最后打在图示的荧光屏上的P处,∠COP=30°.若要让上述带正电离子(不计重力)仍在S1处由静止开始加速,最后打在图示的荧光屏下边缘C处,求M、N板间所加电压的大小U′.
如图甲所示,质量为,长的铜棒,用长度也为l的两根轻软导线水平悬吊在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度.未通电时,轻线在竖直方向,通入恒定电流后,棒向外偏转的最大角度,求此棒中恒定电流的大小. 某同学对棒中恒定电流的解法如下:对铜棒进行受力分析,通电时导线向外偏转,说明安培力方向垂直电流和磁场方向向外,受力如图乙所示(侧视图). 当最大偏转角时,棒受力平衡.有,得. (1)请判断,该同学的解法正确吗?若不正确则请指出错在哪里? (2)试写出求解棒中电流的正确解答过程及结果.
如右图所示,楼梯口一倾斜天花板与水平面的夹角,一装潢工人手持木杆绑着刷子粉刷天花板.工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上,大小为,刷子的质量为,刷子可视为质点,且沿天花板向上匀速运动,取,试求刷子与天花板间的动摩擦因数.
如右图所示,有一水平向右的匀强电场,场强为,一根长、与水平方向的夹角为的光滑绝缘细直杆MN固定在电场中,杆的下端M固定一个带电小球A,电荷量;另一带电小球B穿在杆上可自由滑动,电荷量,质量.现将小球B从杆的上端N静止释放,小球B开始运动.(静电力常量,取,)求: (1)小球B开始运动时的加速度为多大? (2)小球B的速度最大时,与M端的距离r为多大?