(12分)如图所示的电路中,两平行金属板A、B水平放置,两板间的距离d="40" cm。电源电动势E=24V,内电阻r="1" Ω,电阻R="15" Ω。闭合开关S,待电路稳定后,将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0="4" m/s竖直向上射入板间。若小球带电量为q=1×10-2 C,质量为m=2×10-2 kg,不考虑空气阻力。当滑动变阻器接入电路的阻值为4Ω时,两平行金属板A、B间的电压是多少?若小球恰能到达A板,则滑动变阻器接入电路的阻值应为多大?(取g="10" m/s2)
如图所示,质量为m的物体,放在一固定斜面上,当斜面倾角为300时恰能沿斜面匀速下滑。保持斜面倾角为300,对物体施加一水平向右的恒力F,使物体沿斜面匀速向上滑行,已知重力加速度为g,试求: (1)物体与斜面间的动摩擦因数μ; (2)水平恒力F的大小;
如图所示,在同一平面内边长均为l的正方形区域abcd和cdef中.分别存在平行于ab方向的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场.质量为m电荷量为q的带电粒子,以速度υ0沿ad方向从a点射入电场,并从dc边的中点O射出,不计重力. (1)求电场强度的大小; (2)若粒子垂直于ef边界射出磁场,求它在电、磁场中运动的总时间; (3)磁场的磁感应强度大小在什么范围内时,粒子才能从de边界射出磁场?
(12分)如图所示,在倾角θ=37°的光滑斜面上存在一垂直斜面向上的匀强磁场区域MNPQ,磁感应强度B的大小为5T,磁场宽度d=0.55m,有一边长L=0.4m、质量m1=0.6kg、电阻R=2Ω的正方形均匀导体线框abcd通过一轻质细线跨过光滑的定滑轮与一质量为m2=0.4kg的物体相连,物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.4,将线框从图示位置由静止释放,物体到定滑轮的距离足够长.(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求: (1)线框abcd还未进入磁场的运动过程中,细线中的拉力为多少? (2)当ab边刚进入磁场时,线框恰好做匀速直线运动,求线框刚释放时ab边距磁场MN边界的距离x多大?(3)在(2)问的条件下,若cd边恰好离开磁场边界PQ时,速度大小为2m/s,求整个过程中ab边产生的热量为多少?
如图所示,在竖直面内有两平行金属导轨AB、CD.导轨间距为L,电阻不计.一根电阻不计的金属棒ab可在导轨上无摩擦地滑动.棒与导轨垂直,并接触良好.导轨之间有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感强度为B.导轨右边与电路连接.电路中的三个定值电阻阻值分别为2R、R和R.在BD间接有一水平放置的电容为C的平行板电容器,板间距离为d. (1)当ab以速度v0匀速向左运动时,电容器中质量为m的带电微粒恰好静止.试判断微粒的带电性质和电容器的电量q (2)ab棒由静止开始,以恒定的加速度a向左运动.讨论电容器中带电微粒的加速度如何变化.(设带电微粒始终未与极板接触.)
质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具,它的构造原理如图所示.离子源S产生的各种不同正离子束(速度可看作为零),经加速电场(加速电场极板间的距离为d、电势差为U)加速,然后垂直进入磁感应强度为B的有界匀强磁场中做匀速圆周运动,最后到达记录它的照相底片P上.设离子在P上的位置与入口处S1之间的距离为x。 (1)求该离子的荷质比. (2)若离子源产生的是带电量为q、质量为m1和m2的同位素离子(m1>m2),它们分别到达照相底片上的P1、P2位置(图中末画出),求P1、P2间的距离△x。