在竖直平面内建立直角坐标系xOy,其第一象限存在着正交的匀强电场和匀强磁场,电场强度的方向水平向右,磁感应强度的方向垂直纸面向里.一带电荷量为+q,质量为m的微粒从原点出发沿与x轴正方向的夹角为45°的初速度进入复合场中,正好做直线运动,当微粒运动到A(2L,2L)时,电场方向突然变为竖直向上(不计电场变化的时间),粒子继续运动一段时间后,正好垂直于y轴穿出复合场.(不计一切阻力)求:(1)电场强度E大小;(2)磁感应强度B的大小
如图,长,粗细均匀的玻璃管一端封闭。水平放置时,长的空气柱被水银封住,水银柱长。将玻璃管缓慢地转到开口向下的竖直位置,然后竖直插入水银槽,插入后有的水银柱进入玻璃管。设整个过程中温度始终保持不变,大气压强。求: (1)插入水银槽后管内气体的压强; (2)管口距水银槽液面的距离。
如图,将质量的圆环套在固定的水平直杆上。环的直径略大于杆的截面直径。环与杆间动摩擦因数。对环施加一位于竖直平面内斜向上,与杆夹角的拉力,使圆环以的加速度沿杆运劝,求的大小。
如图所示,待测区域中存在匀强电场和匀强磁场,根据带电粒子射入时的受力情况可推测其电场和磁场. 图中装置由加速器和平移器组成,平移器由两对水平放置、相距为l的相同平行金属板构成,极板长度为l、间距为,两对极板间偏转电压大小相等、电场方向相反. 质量为、电荷量为 的粒子经加速电压 加速后,水平射入偏转电压为 的平移器,最终从A 点水平射入待测区域. 不考虑粒子受到的重力.
(1)求粒子射出平移器时的速度大小;
(2)当加速电压变为 时,欲使粒子仍从A 点射入待测区域,求此时的偏转电压;
(3)已知粒子以不同速度水平向右射入待测区域,刚进入时的受力大小均为F. 现取水平向右为 轴正方向,建立如图所示的直角坐标系. 保持加速电压为 不变,移动装置使粒子沿不同的坐标轴方向射入待测区域,粒子刚射入时的受力大小如下表所示. 请推测该区域中电场强度和磁感应强度的大小及可能的方向.
某缓冲装置的理想模型如图所示,劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连,轻杆可在固定的槽内移动,与槽间的滑动摩擦力恒为. 轻杆向右移动不超过时,装置可安全工作. 一质量为的小车若以速度撞击弹簧,将导致轻杆向右移动. 轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且不计小车与地面的摩擦.
(1)若弹簧的劲度系数为,求轻杆开始移动时,弹簧的压缩量; (2)求为使装置安全工作,允许该小车撞击的最大速度; (3)讨论在装置安全工作时,该小车弹回速度和撞击速度的关系.
某兴趣小组设计了一种发电装置,如图所示. 在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角均为,磁场均沿半径方向. 匝数为的矩形线圈 的边长、. 线圈以角速度绕中心轴匀速转动,和 边同时进入磁场. 在磁场中,两条边所经过处的磁感应强度大小均为、方向始终与两边的运动方向垂直. 线圈的总电阻为,外接电阻为. 求:
(1)线圈切割磁感线时,感应电动势的大小;
(2)线圈切割磁感线时, 边所受安培力的大小;
(3)外接电阻上电流的有效值.