如图所示,在水平天花板下用a、b两绝缘细线悬挂质量m=0.04 g,带电量q=+1.0×10-4 C的小球,a线竖直,b线刚好伸直,a线长l1=20 cm,b线长l2=40 cm,小球处于静止状态。整个装置处于范围足够大、方向水平且垂直纸面向里的匀强磁场中,磁感应强度B=2.0 T,不计空气阻力,重力加速度g取10 m/s2,试求∶(1)图示位置a、b线中的张力Ta、Tb的大小;(2)现将a线烧断,且小球摆到最低点时b线恰好断裂,求此后2 s内小球的位移x的大小。
(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。
真空中有两个点电荷,相距10cm,它们的电荷量分别是+4.0×10-9C和-2.0×10-9C.这两个电荷间的库仑力大小为多少?这个力是 “引力”还是“斥力”?