如图19所示,在水平向左、电场强度为E的匀强电场中,竖直固定着一根足够长的粗糙绝缘杆,杆上套着一个质量为m、带有电荷量-q的小圆环,圆环与杆间的动摩擦因数为μ。(1)由静止释放圆环,圆环沿杆下滑,求圆环下滑过程中受到的摩擦力f;(2)若在匀强电场E的空间内再加上磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场,圆环仍由静止开始沿杆下滑。求:①圆环刚开始运动时加速度a0的大小;②圆环下滑过程中的最大动能Ek。
核聚变反应需要几百万度以上的高温,为把高温条件下高速运动的离子约束在小范围内(否则不可能发生核反应),通常采用磁约束的方法(托卡马克装置)。如图所示,环状匀强磁场围成中空区域,中空区域中的带电粒子只要速度不是很大,都不会穿出磁场的外边缘而被约束在该区域内。设环状磁场的内半径为R1=0.5m,外半径R2=1.0m,磁场的磁感强度B=1.0T,若被束缚带电粒子的荷质比为q/m=4×107C/㎏,中空区域内带电粒子具有各个方向的速度。求:(1)粒子沿环状的半径方向射入磁场,不能穿越磁场的最大速度。(2)所有粒子不能穿越磁场的最大速度。
如图所示,坐标系xoy在竖直平面内,空间有沿水平方向垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感强度大小为B,在x<0的空间内还有沿x负方向的匀强电场.一个质量为m、带电量为q的油滴经图中M(-a,0)点(a>0),沿着与水平方向成α角斜下作直线运向动,进入x>0区域,求:(1)油滴带什么电荷?油滴做匀速直线运动还是匀变速直线运动?请说明理由;(2)油滴在M点运动速度的大小;(3)油滴进入x>O区域,若能到达x轴上的N点(在图9中未标出),油滴在N点时速度大小是多少?
如图所示,竖直绝缘杆处于彼此垂直,大小分别为E和B的匀强电磁场中,电场方向水平向右,磁场方向垂直纸面向外,一个质量为m,带正电为q的小球从静止开始沿杆下滑,且与杆的动摩擦因数为μ,问:⑴小球速度多大时,小球加速度最大?是多少?⑵小球下滑的最大速度是多少?
如图所示的U—I图象中,I是电源的路端电压随电流变化的图象,Ⅱ是某电阻两端的电压随电流变化的图象,当该电源向该电阻供电时,求电阻上消耗的功率和电源的效率分别为多少?
如图所示,真空有一个半径r=0.5m的圆形磁场,与坐标原点相切,磁场的磁感应强度大小B=2×10-3T,方向垂直于纸面向外,在x=r处的右侧有一个方向竖直向上的宽度为L1=0.5m的匀强电场区域(电场区域的左右边界如图中虚线所示),电场强度E=1.5×103N/C。在x=2m处有一垂直x方向的足够长的荧光屏,从O点处向不同方向发射出速率相同的荷质比=1×109C/kg带正电的粒子,粒子的运动轨迹在纸面内,一个速度方向沿y轴正方向射入磁场的粒子,恰能从磁场与电场的相切处进入电场。不计重力及阻力的作用。求:(1)该粒子进入电场时的速度和粒子在磁场中的运动时间。(2)该粒子最后打到荧光屏上,该发光点的位置坐标。(3)求荧光屏上出现发光点的范围