如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图。在Oxy平面的ABCD区域内,存在两个场强大小均为E的匀强电场I和II,已知A、D两点的坐标分别为(L,0)和(-2L,0),两电场的边界均是边长为L的正方形(不计电子所受重力),现在该区域AB边的中点处由静止释放一电子,已知电子质量为m,带电量为e,试求: (1)电子离开ABCD区域的位置坐标;(2)电子从电场II出来后经过多少时间到达x轴;(3)电子到达x轴时的位置坐标。
如图所示,两条平行的金属导轨相距L=1 m,金属导轨的倾斜部分与水平方向的夹角为37°,整个装置处在竖直向下的匀强磁场中.金属棒MN和PQ的质量均为m=0.2 kg,电阻分别为RMN=1 Ω和RPQ=2 Ω.MN置于水平导轨上,与水平导轨间的动摩擦因数μ=0.5,PQ置于光滑的倾斜导轨上,两根金属棒均与导轨垂直且接触良好.从t=0时刻起,MN棒在水平外力F1的作用下由静止开始以a=1 m/s2的加速度向右做匀加速直线运动,PQ则在平行于斜面方向的力F2作用下保持静止状态.t=3 s时,PQ棒消耗的电功率为8 W,不计导轨的电阻,水平导轨足够长,MN始终在水平导轨上运动.求:(1)磁感应强度B的大小;(2)0~3 s时间内通过MN棒的电荷量;(3)求t=6 s时F2的大小和方向;(4)若改变F1的作用规律,使MN棒的运动速度v与位移x满足关系:v=0.4x,PQ棒仍然静止在倾斜轨道上.求MN棒从静止开始到x=5 m的过程中,系统产生的焦耳量.
如图所示,等腰直角三角形ACD的直角边长为2a,P为AC边的中点,Q为CD边上的一点,DQ=a.在△ACD区域内,既有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场,又有电场强度大小为E的匀强电场,一带正电的粒子自P点沿平行于AD的直线通过△ACD区域,不计粒子的重力.(1)求电场强度的方向和粒子进入场区的速度大小v0;(2)若仅撤去电场,粒子仍以原速度自P点射入磁场,从Q点射出磁场,求粒子的比荷;
如图所示电路中,R1=3Ω,R2=6Ω,R3=1.5Ω,C=20μF当开关S断开时,电源提供的总功率为2W;当开关S闭合时,电源提供的总功率为4W,求:(1)电源的电动势和内电阻;(2)闭合S时电源的输出功率;(3)S断开时电容器所带的电荷量.
如图所示,A、B是竖直放置的中心带有小孔的平行金属板,两板间的电压为U1=100V,C、D是水平放置的平行金属板,板间距离为d=0.2m,板的长度为L=1m,P是C板的中点,A、B两板小孔连线的延长线与C、D两板的距离相等,将一个负电荷从板的小孔处由静止释放,求:(1)为了使负电荷能打在P点,C、D两板哪板电势高?板间电压UCD应为多少?(2)如果C、D两板间所加的电压为4V,求负电荷离开电场时竖直方向的偏转距离为多少?
如图所示,一条长为L的绝缘细线,上端固定,下端系一质量为m的带电小球,将它置于电场强度为E、方向水平向右的匀强电场中,当小球平衡时,悬线与竖直方向的夹角为30°.(1)小球带何种电荷?电荷量为多少?(2)若将小球向右拉至悬线成水平位置,然后由静止释放小球,求放手后小球到达最低点时悬线对小球的拉力.