(16分)如图所示,直角坐标系xoy的第一象限内有场强为E方向沿x轴负向的匀强电场,第二象限内有方向沿y轴负向的匀强电场,在的区域内有方向垂直坐标平面的匀强磁场.一质量为m、电荷量为q的正粒子(不计重力),从P()点由静止开始运动, 通过第二象限后经点再进入y≤0区域,并恰好经过坐标原点O.求(1)第二象限内匀强电场的场强.(2)y≤0区域内匀强磁场的磁感应强度B.(3)粒子从P到0经历的时间.
如图所示,绝缘光滑水平轨道AB的B端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道BC平滑连接.圆弧的半径R=0.40 m. 在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度E=1.0×104 N/C.现有一质量m=0.10 kg的带电体(可视为质点)放在水平轨道上与B端距离s=1.0 m的位置,由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动,当运动到圆弧形轨道的C端时,速度恰好为零.已知带电体所带电荷量q=8.0×10-5C,取g=10 m/s2,求:(1)带电体在水平轨道上运动的加速度大小及运动到B端时的速度大小;(2)带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧轨道的压力大小;(3)带电体沿圆弧形轨道从B端运动到C端的过程中,摩擦力做的功.
如图甲所示,不计电阻的“U”形光滑导体框架水平放置,框架中间区域有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B=1T,有一导体棒AC横放在框架上,其质量为m=0.1kg,电阻为R=4Ω,现用轻绳的一端通过光滑的定滑轮绕在电动机的转轴上,另一端通过光滑的定滑轮与物体D相连,物体D的质量M=0.3kg,电动机的内阻r=1Ω。接通电路后,电压表的读数恒为U=8V,电流表的读数恒为I=1A,电动机内牵引原来静止的导体棒AC平行于EF向右运动,其运动情况如图乙所示。(取g=10m/s2)求:⑴匀强磁场的宽度;⑵导体棒在变速运动阶段产生的热量。
如图所示,电源电动势E=9V,内阻r=0.5Ω,电阻R1=5.0Ω,R2=3.5Ω,R3=6.0Ω,R4=3.0Ω,电容C=2.0μF。两板间距离为0.17 m。(1)求电键接到a时,电容的带电量是多少?上极板带何种电荷?(2)求电键从与a接触到与b接触时,通过R3的电荷量是多少?上极板带何种电荷?(3)若两极板中央有一个带电粒子,当电键与a接触时,正好处于静止状态,若电键与b接触后,带电粒子向哪极板运动?经过多长时间到达极板?(不考虑电容充放电时间,g=10m/s2)
在真空室内速度为v=6.4×107m/s的电子束连续地沿两平行导体极板的中心线射入,如图所示,极板长L=8.0×10-2m,两极板间距离d=5.0×10-3m,两极板不带电时,电子束将沿中心线射出极板。今在两极板间加上50Hz的交变电压U=U0sin100πtV,发现有时有电子从两极板之间射出,有时则无电子从两极板间射出,若有电子射出的时间间隔与无电子射出的时间间隔之比△t1:△t2=2:1,则所加的交变电压的最大值U0为多大?已知电子的质量为m=9.1×10-31kg,电量为e=1.6×10-19C。
将氢原子中电子的运动看作绕氢核做匀速圆周运动,这时在研究电子运动的磁效应时,可将电子的运动等效为一个环形电流,环的半径等于电子的轨道半径r.现对一氢原子加上一外磁场,磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直电子的轨道平面.这时电子运动的等效电流用I1来表示.现将外磁场反向,但磁场的磁感应强度大小不变,仍为B,这时电子运动的等效电流用I2来表示.假设在加上外磁场以及外磁场反向时,氢核的位置,电子运动的轨道平面以及轨道半径都不变,求外磁场反向前后电子运动的等效电流的差即|I1-I2|等于多少?用m和e表示电子的质量和电量.