在直角坐标系xOy中,第一象限内存在沿y轴负方向的有界电场,其中的两条边界分别与Ox、Oy重合。在第二象限内有垂直纸面向外的有界磁场(图中未画出),磁场边界为矩形,其中的一个边界与y轴重合,磁感应强度的大小为B。一质量为m,电量为q的正离子,从电场中P点以某初速度沿-x方向开始运动,经过坐标(0,L)的Q点时,速度大小为,方向与-y方向成30°,经磁场偏转后能够返回电场,离子重力不计。求:(1)正离子在P点的初速度;(2)矩形磁场在x方向的最小宽度;(3)离子在磁场中运动的最长时间。
一小轿车从高为10 m、倾角为37°的斜坡顶端从静止开始向下行驶,当小轿车到达底端时进入一水平面,在斜坡底端115 m的地方有一池塘,发动机在斜坡上产生的牵引力为,在水平地面上调节油门后,发动机产生的牵引力为,小轿车的质量为2 t,小轿车与斜坡及水平地面间的动摩擦因数均为0.5(g取).求: (1)小轿车行驶至斜坡底端时的速度; (2)为使小轿车在水平地面上行驶而不掉入池塘,在水平地面上加速的时间不能超过多少?(轿车在行驶过程中不采用刹车装置)
右图电路中,滑动变阻器R3上标有“20 Ω,2 A”字样,理想电压表的量程有0~3 V和0~15 V两挡,理想电流表的量程有0~0.6 A和0~3 A两挡.闭合开关S,将滑片P从最左端向右移动到某位置时,电压表、电流表示数分别为2.5 V和0.3 A;继续向右移动滑片P至另一位置,电压表指针指在满偏的,电流表指针指在满偏的,求: (1)此时电流表示数; (2)电源的电动势.
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.