如图所示,边长为L的正方形导线框abcd,质量为m、电阻为R,垂直纸面向外的匀强磁场区域宽度为H(H>L),磁感应强度为B. 线框竖直上抛,线框ab边向上离开磁场时的速率是进入磁场时速率的一半,线框离开磁场后继续上升一段高度,然后落下并匀速进入磁场.不计空气阻力,整个运动过程中线框不转动.求线框向上(1)ab边离开磁场时的速率;(2)通过磁场过程中安培力所做的功;(3)完全进入磁场过程中所通过横截面的电荷量.
如图甲所示,带正电的粒子以水平速度v0从平行金属板MN间中线连续射入电场中,MN板间接有如图乙所示的随时间t变化的电压,电压变化周期T=0.1s,两板间电场可看做均匀的,且两板外无电场. 紧邻金属板右侧有垂直纸面向里的匀强磁场B,分界线为CD,AB为荧光屏. 金属板间距为d,长度为l,磁场B的宽度为d. 已知:,带正电的粒子的比荷为q/m=108C/kg,重力忽略不计. 试求: (1)带电粒子进入磁场做圆周运动的最小半径; (2)带电粒子射出电场时的最大速度; (3)带电粒子打在荧光屏AB上的范围.
如图所示,质量为m,内壁宽度为2L的A盒放在光滑的水平面上(A盒侧壁内侧为弹性材料制成),在盒内底面中点放有质量也为m的小物块B,B与A的底面间的动摩擦因数为,某时刻,对B施加一个向右的水平恒力F=,使系统由静止开始运动,当A盒右边缘与墙相撞时,撤去力F,此时B恰好与A右壁相碰。已知A和墙碰撞后速度变为零但不粘连,A和B碰撞过程无机械能损失,假设碰撞时间均极短,求整个过程中: (1)力F做了多少功; (2)最终物块B的位置离A盒右端的距离。
如图所示,M、N是水平放置的一对正对平行金属板,其中M板中央有一小孔O,板间存在竖直向上的匀强电场,AB是一根长为9L的轻质绝缘细杆,(MN两板间距大于细杆长度)在杆上等间距地固定着10个完全相同的带电小环,每个小环带电荷量为q,质量为m,相邻小环间的距离为L,小环可视为质点,不考虑带电小环之间库仑力。现将最下端的小环置于O处,然后将AB由静止释放,AB在运动过程中始终保持竖直,经观察发现,在第二个小环进入电场到第三个小环进入电场前这一过程中,AB做匀速直线运动,求: (1)两板间匀强电场的场强大小; (2)上述匀速运动过程中速度大小;
在以坐标原点 O为圆心、半径为 r的圆形区域内,存在磁感应强度大小为 B、 方向垂直于纸面向里的匀强磁场,如图所示。 一个不计重力的带电粒子从磁场边界与 x轴的交点 A处以速度 v沿-x方向射入磁场,它恰好从磁场边界与 y轴的交点 C处沿+y方向飞出。 (1)请判断该粒子带何种电荷,并求出其比荷q/m ; (2)若磁场的方向和所在空间范围不变,而磁感应强度的大小变为,该粒子仍从 A处以相同的速度射入磁场,但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60°角,求磁感应强度多大?此次粒子在磁场中运动所用时间 t是多少?
)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。