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。
如图所示,A.B两物体在同一直线上运动,当它们相距时,A在水平拉力和摩擦了的作用下,正以的速度向右做匀速运动,而物体B此时速度向右,以的加速度做匀减速运动,求: (1)经过多长时间A追上B。 (2)若,则又经过多长时间A追上B。
如右图所示,在矩形ABCD区域内,对角钱BD以上的区域存在有平行于AD向下的匀强电场,对角线BD以下的区域存在有垂直于纸面的匀强磁场(图中未标出),矩形AD边长L,AB边长为2L。一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子(重力不计)以初速度vo从A点沿AB方向进入电场,在对角线BD的中点P处进入磁场,并从DC边上以垂直于DC边的速度离开磁场(图中未画出),求: (1)电场强度E的大小 (2)带电粒子经过P点时速度v的大小和方向: (3)磁场的磁感应强度B的大小和方向。
(12分) 回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒,两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两D形金属盒处于垂直于盒底面的匀强磁场,D形盒中央为质子流,D形盒的交流电压为U,静止质子经电场加速后,进入D形盒,其最大轨道半径为R,磁场的磁感应强度为B,质子质量为m.电荷量为q,求: (1)交流电源的频率是多少. (2)质子经回旋加速器最后得到的最大动能多大; (3)质子在D型盒内运动的总时间t(狭缝宽度远小于R,质子在狭缝中运动时间不计)
如图所示,竖直放置的两块足够大的带电平行板间形成一个方向水平向右的匀强电场区域,场强E=3×104N/C.在两板间用绝缘细线悬挂一个质量m=5×10-3kg的带电小球,静止时小球偏离竖直方向的夹角θ=60°(g取).试求: (1)小球的电性和电荷量; (2)悬线的拉力; (3)若小球静止时离右板d=5×10-2 m,剪断悬线后,小球经多少时间碰到右极板.(不计空气阻力)
在倾角θ=30°的绝缘斜面上,固定一光滑金属框,宽l=0.5 m,接入电动势E=6 V、内阻r=0.5Ω的电池.垂直框面放置一根质量m=0.2kg的金属棒ab,金属棒接入电路的电阻R0 的阻值为0.2Ω,整个装置放在磁感应强度B=1.0T方向垂直框面向上的匀强磁场中,调节滑动变阻器R的阻值使金属棒静止在框架上如图所示.(框架的电阻与摩擦不计,框架与金属棒接触良好,g取10 m/s2)求 (1)金属棒受到的安培力的大小与方向 (2)通过金属棒的电流强度I的大小。 (3)滑动变阻器R接入电路的阻值。 (4)电源的输出功率P。