把一个电荷量为q=5×10-9 C的正电荷从距电场无穷远处移到电场中M点,电荷克服电场力做功WM=6.0×10-3 J,如果把该点电荷从距电场无穷远处移到电场中N点,电荷克服电场力做功WN=3.6×10-3 J.取无穷远处为零电势点,求:(1)M、N点的电势是多少?(2)M、N点的电势差是多少?把该点电荷从M点移到N点电场力做功是多少?
(12分)在电视机的设计制造过程中,要考虑到地磁场对电子束偏转的影响,可采用某种技术进行消除.为确定地磁场的影响程度,需先测定地磁场的磁感应强度的大小,在地球的北半球可将地磁场的磁感应强度分解为水平分量B1和竖直向下的分量B2,其中B1沿水平方向,对电子束影响较小可忽略,B2可通过以下装置进行测量.如图11所示,水平放置的显像管中电子(质量为m,电荷量为e)从电子枪的炽热灯丝上发出后(初速度可视为0),先经电压为U的电场加速,然后沿水平方向自南向北运动,最后打在距加速电场出口水平距离为L的屏上,电子束在屏上的偏移距离为d.图11(1)试判断电子束偏向什么方向;(2)试求地磁场的磁感应强度的竖直分量B2.
(11分)如图所示,长为L、间距为d的平行金属板间,有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,两板不带电,现有质量为m、电荷量为q的带正电粒子(重力不计),从左侧两极板的中心处以不同速率v水平射入,欲使粒子不打在板上,求粒子速率v应满足什么条件? 图10
(16分)(2010·盐城模拟)粗细均匀的直导线ab的两端悬挂在两根相同的 弹簧下边,ab恰好处在水平位置(如图13所示).已知ab的质量为m=10 g,长度L=60 cm,沿水平方向与ab垂直的匀强磁场的磁感应强度B=0.4 T. 图13(1)要使两根弹簧能处在自然状态,既不被拉长,也不被压缩,ab中应沿什么方向、通过多大的电流?(2)当导线中有方向从a到b、大小为0.2 A的电流通过时,两根弹簧均被拉长了Δx=1 mm,求该弹簧的劲度系数.(3)当导线中由b到a方向通过0.2 A的电流时两根弹簧被拉长多少?(取g=9.6 m/s2=9.6 N/kg)
(14分)如图所示,在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4 m、质量为6×10-2 kg的通电直导线,电流大小I=1 A、方向垂直于纸面向外,导线用平行于斜面的轻绳拴住不动,整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4 T、方向竖直向上的磁场中,设t=0时,B=0,求需要几秒,斜面对导线的支持力为零?(g取10 m/s2) 图12
用一条绝缘细线悬挂一个带电小球,小球质量为m=1.0×10一2kg,所带电荷量为q=+2.0×10一8C,现加一水平方向的匀强电场。平衡时绝缘细线与竖直方向的夹角为θ=300。画出小球的受力示意图。由平衡条件求出电场力的大小。求匀强电场的电场强度E。