如图所示,一半径为R的绝缘圆形轨道竖直放置,圆轨道最低点B点与一条水平轨道相连,轨道是光滑的,轨道所在空间存在水平向右、场强为E的匀强电场,从水平轨道上的A点由静止释放一质量为m带正电的小球,设A、B间的距离为S。已知小球受到的电场力大小等于小球重力的3/4倍,C点为圆形轨道上与圆心O的等高点。(重力加速度为g)(1)若S=2R,求小球运动到C点时对轨道的压力大小;(2)为使小球刚好在圆轨道内完成圆周运动,求S的值。
如图所示,竖直平行导轨间距l=20cm,导轨顶端接有一电键K。导体棒ab与导轨接触良好且无摩擦,ab的电阻R=0.4Ω,质量m=10g,导轨的电阻不计,整个装置处在与轨道平面垂直的匀强磁场中,磁感强度B=1T。当ab棒由静止释放0.8 s后,突然接通电键,不计空气阻力,设导轨足够长。求: (1)ab棒的最大速度 (2)ab棒的最终速度的大小(g取10m/s2)。
在地面上方的真空室内,存在匀强电场和匀强磁场。已知电场强度和磁感应强度的方向是相同的,电场强度的大小E ="4N/c,B=" 0.15T。今有一个带负电的质点以v = 20m/s的速度在此区域内沿垂直于电场强度方向做匀速直线运动,求此带电质点的电量与质量之比q/m以及磁场的所有可能方向。(g=9.8m/s2)
如图甲所示,质量为m、电阻为R的矩形线圈平放在光滑水平面上,矩形线圈ab、bc边分别长为L和2L,足够大的有界匀强磁场垂直于水平面向下,线圈一半在磁场内,另一半在磁场外,磁感应强度为B0。t= 0时刻磁感应强度开始均匀减小,线圈中产生感应电流,并在磁场力作用下开始运动,v-t图象如图乙所示,图中斜向虚线为v-t图线上O点的切线,标出的t1、t2、v0为已知量。求: (1)t=0时刻线圈的加速度; (2)磁感应强度的变化率; (3)t2时刻矩形线圈回路的电功率。
如图所示,固定的水平光滑金属导轨,间距为L,左端接有阻值为R的电阻,处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中,质量为m的导体棒与固定弹簧相连,放在导轨上,导轨与导体棒的电阻均可忽略。初始时刻,弹簧恰处于自然长度,导体棒具有水平向右的初速度v0,在沿导轨来回往复运动的过程中,导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。 (1)求初始时刻导体棒受到的安培力。 (2)若导体棒从初始时刻到速度第一次为零时,弹簧的弹性势能为Ep,则这一过程中安培力所做的功W为多少? (3)导体棒来回往复运动,最终将静止于何处?从导体棒开始运动直到最终静止的过程中,电阻R上产生的焦耳热Q为多少?
如图所示,在x<0与x>0的区域中,存在磁感应强度大小分别为B1与B2的匀强磁场,磁场方向均垂直于纸面向里,且B1>B2.一个带负电荷的粒子从坐标原点O以速度v沿x轴负方向射出,要使该粒子经过一段时间后又经过O点,B1与B2的比值应满足什么条件?