如图所示,一个带正电的粒子从磁场竖直边界A点垂直边界射入左侧磁场,粒子质量为m、电荷量为q,其中区域Ⅰ、Ⅲ分布垂直纸面向外的匀强磁场,左边区域足够大,右边区域宽度为1.3d,磁感应强度大小均为B,区域Ⅱ为两磁场间的无场区,宽度为d;粒子从A点射入磁场后,仍能回到A点。若粒子在左侧磁场中的运动半径为d,整个装置处于真空中,不计粒子的重力:(1)求粒子从A点射出到回到A点经历的时间t;(2)若在区域Ⅱ内加水平向右的匀强电场,粒子仍能回到A点,求电场强度E。
如图甲所示,竖直挡板MN的左侧空间有方向竖直向上的匀强电场和垂直纸面的水平匀强磁场,电场和磁场的范围足够大,电场强度的大小,磁感应强度B随时间变化的关系图象如图乙所示,选定磁场垂直纸面向里为正方向,在时刻,一质量,带电荷量的微粒在O点具有竖直向下的速度是挡板MN上一点,直线与挡板MN垂直,取。求: ⑴微粒下一次经过直线时到O点的距离。 ⑵微粒在运动过程中离开直线的最大距离。 ⑶水平移动挡板,使微粒能垂直射到挡板上,挡板与O点间距离应满足的条件。
中央电视台曾经推出过一个游戏节目——推矿泉水瓶.选手们从起点开始用力推瓶一段时间后,放手让瓶向前滑动,若瓶最后停在桌上有效区域内视为成功,若瓶最后不停在有效区域内或在滑行过程中倒下均视为失败.其简化模型如图所示,AC是长度为L1=5m的水平桌面,选手们可将瓶子放在A点,从A点开始用一恒定不变的水平推力推瓶,BC为有效区域.已知BC长度为L2=1m,瓶子质量为m="0.5" kg,瓶子与桌面间的动摩擦因数μ=0.4.某选手作用在瓶子上的水平推力F=20N,瓶子沿AC做直线运动,(g取10m/s2)假设瓶子可视为质点,那么该选手要想游戏获得成功,试问: ⑴推力作用在瓶子上的时间最长不得超过多少? ⑵推力作用在瓶子上的距离最小为多少?
如图所示,电子自静止开始经M、N板间的电场加速后从A点垂直于磁场边界射入宽度为d的匀强磁场中,两板间的电压为U,电子离开磁场时的位置P偏离入射方向的距离为L,在距离磁场边界S处有屏幕N, 电子射出磁场后打在屏上。(已知电子的质量为m,电荷量为e)求: (1)电子进入磁场的速度大小 (2)匀强磁场的磁感应强度 (3)电子打到屏幕上的点距中心O点的距离是多少?
如图所示,真空中有以O′为圆心,r为半径的圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度为B。圆的最下端与x轴相切于直角坐标原点O,圆的右端与平行于y轴的虚线MN相切,在虚线MN右侧x轴上方足够大的范围内有方向竖直向下、场强大小为E的匀强电场,在坐标系第四象限存在方向垂直纸面向里、磁感应强度大小也为B的匀强磁场,现从坐标原点O沿y轴正方向发射速率相同的质子,质子在磁场中做半径为r的匀速圆周运动,然后进入电场到达x轴上的C点。已知质子带电量为+q,质量为m,不计质子的重力、质子对电磁场的影响及质子间的相互作用力。求: (1)质子刚进入电场时的速度方向和大小; (2)OC间的距离; (3)若质子到达C点后经过第四限的磁场后恰好被放在x轴上D点处(图上未画出) 的一检测装置俘获,此后质子将不能再返回电场,则CD间的距离为多少。
(12分)发电机转子是100匝,边长为20cm的正方形线圈,将它置于B=0.05T的匀强磁场中,绕着垂直于磁场方向的轴以rad/s的角速度转动,转动开始时线圈平面与磁场方向垂直,已知线圈的电阻为2,外电路的电阻为8,试求: (1)交变电流的瞬时表达式? (2)外电路上所消耗的功率? (3)从计时开始,线圈转过的过程中,通过外电阻的电量?