如图,在x轴上方存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外;在x轴下方存在匀强电场,电场方向与xOy平面平行,且与x轴成夹角。一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子以初速度v0从y轴上的P点沿y轴正方向射出,一段时间后进入电场,进入电场时的速度方向与电场方向相反;又经过一段时间T0,磁场的方向变为垂直于纸面向里,大小不变。不计重力。
(1)求粒子从P点出发至第一次到达x轴时所需时间; (2)若要使粒子能够回到P点,求电场强度的最大值。
如图甲,MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ=30°角固定,M、P之间接电阻箱R,导轨所在空间存在匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向上,磁感应强度为B=0.5T.质量为m的金属杆a b水平放置在轨道上,其接入电路的电阻值为r.现从静止释放杆a b,测得最大速度为vm.改变电阻箱的阻值R,得到vm与R的关系如图乙所示.已知轨距为L=2m,重力加速度g取l0m/s2,轨道足够长且电阻不计.(1)求金属杆的质量m和阻值r;(2)当R=4Ω时,求回路瞬时电功率每增加1W的过程中合外力对杆做的功W。
如图所示,竖直向上的匀强磁场,零时刻磁感应强度B0为2T,之后以1T/s在变大,水平轨道电阻不计,且不计摩擦阻力。宽L=2m的导轨上放一电阻r=lΩ的导体棒,并用水平线通过定滑轮吊着质量M=2kg(g=10m/s2)的重物,轨道左端连接的电阻R=19Ω,图中的l=1m,求:(1)重物被吊起前感生电流大小;(2)零时刻起至少经过多长时间才能吊起重物.
如图所示为质谱仪的原理图,A为粒子加速器,电压为U1;B为速度选择器,磁场与电场正交,磁感应强度为B1,板间距离为d;C为偏转分离器,磁感应强度为B2。今有一质量为m、电量为q的正离子经加速后,恰好通过速度选择器,进入分离器后做半径为R的匀速圆周运动,求:⑴粒子的速度v;⑵速度选择器的电压U2;⑶粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径R和运动时间t。
如图所示,PQ和MN为水平、平行放置的金属导轨,相距1m,导体棒ab跨放在导轨上,棒的质量m=0.2kg,棒的中点用细绳经滑轮与物体相连,物体质量M=0.3kg,棒与导轨间的动摩擦因数=0.5,匀强磁场的磁感应强度B=2T,方向竖直向下,为了使物体保持静止,应在棒中通入多大的电流?方向如何?
如图所示的电路中,电源的电动势为2V,内阻为0.5Ω, R0为2Ω,变阻器的阻值变化范围为0~10Ω,当S闭合后,求:(1)变阻器阻值多大时,R0消耗的功率最大,其最大功率为多少?(2)变阻器阻值多大时,变阻器消耗的功率最大,其最大功率为多少?