如图所示,一固定绝缘且足够长的斜面倾角为37°,与斜面同一空间足够大的范围内存在水平方向的匀强电场,场强大小与方向均未知。一质量为m=1kg,带电量q=0.5C的带电滑块从斜面顶端由静止出发,经过时间t=2s,发生位移s=15m,已知滑块与斜面间的动摩擦因素μ=0.5。在第2s末,加上方向垂直于纸面向里,磁感应强度大小为B=0.4T的匀强磁场,滑块在斜面上继续滑行L=10m的距离后恰好离开斜面。(重力加速度g=10m/s2)
(1)试说明该带电滑块所带电荷的性质及滑块在斜面上的运动情况,要求说明理由;
(2)计算说明匀强电场的场强大小和方向。
(3)滑块在斜面上运动过程中,系统产生的内能。
的带正电微粒,以某一初速度v沿与y轴正方向成60°角从M点进入第四象限后沿直线运动,在P点进入处于第一象限内的磁场B2区域。一段时间后,微粒经过y轴上的N点并以与y轴正方向成60°角飞出。M点的坐标为(0,—10),N点的坐标为(0,30),不计微粒重力,g取10m/s2。
(1)请分析判断匀强电场E的方向并求出微粒的速度大小;
(2)匀强磁场B2的大小为多大?
(3)B2磁场区域的最小面积为多少?
如图5所示,有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B。在匀强磁场中做匀速圆周运动的一个电子,动量为P,电量为e,在A、C点,所受洛仑兹力的方向如图示,已知AC=d。求电子从A到C时发生的偏转角。
如图3所示,有垂直坐标平面的范围足够大的匀强磁场,磁感应强度为B,方向向里。一带正电荷量为q的粒子,质量为m,从O点以某一初速度垂直射入磁场,其轨迹与x、y轴的交点A、C到O点的距离分别为a、b。试求:(1)初速度方向与x轴夹角;(2)初速度的大小。
如图20所示,质量为M ="2" kg的小车A静止在光滑水平面上,A的右端停放有一个质量为m ="0.4" kg带正电荷q ="0.8" C的小物体B.整个空间存在着垂直纸面向里磁感应强度B =0.5T的匀强磁场,现从小车的左端,给小车A一个水平向右的瞬时冲量I ="26" N·s,使小车获得一个水平向右的初速度,物体与小车之间有摩擦力作用,设小车足够长,求:
(1)瞬时冲量使小车获得的动能.
(2)物体B的最大速度.
(3)在A与B相互作用过程中系统增加的内能.(g =10m/s2)
如图12所示,在竖直平面内有一圆形绝缘轨道,半径R=1m,处于垂直于轨道平面向里的匀强磁场中,一质量为,带电量为的小球,可在内壁滑动。现在最低点处给小球一个水平初速度v0,使小球在竖直平面内逆时针做圆周运动,图13甲是小球在竖直平面内的速率v随时间变化的情况,图13乙是小球所受轨道的弹力F随时间变化的情况,已知小球能
有两次到达圆形轨道的最高点。结合图象和数据(g="10" m/s2),求:
(1)磁感应强度的大小;
(2)小球从开始运动至图甲中速度为2m/s的过程中,摩擦力对小球做的功。
如图所示,两根相同的劲度系数为k的金属轻弹簧用两根等长的绝缘线悬挂在水平天花板上,弹簧的上端通过导线与阻值为R的电阻相连,弹簧的下端接一质量为m、长度为L、电阻为r的金属棒,金属棒始终处于宽度为d的垂直纸面向里磁感应强度为B的匀强磁场中。开始时弹簧处于原长,金属棒从静止释放,其水平下降高度为h时达到了最大速度。已知弹簧始终在弹性限度内,且当弹簧的形变量为x时,它的弹性势能为kx2/2,不计空气阻力和其他电阻。求
(1)金属棒的最大速度是多少?
(2)这一过程中R消耗的电能是多少?
如图30-1所示,虚线上方有场强为E的匀强电场,方向竖直向下,虚线上下有磁感强度相同的匀强磁场,方向垂直纸面向外。ab是一根长L的绝缘细杆,沿电场线放置在虚线上方的场中,b端在虚线上。将一套在杆上的举正电小球从a端由静止释放后,小球先是加速运动,后是匀速运动则达b端。已知小球与绝缘杆间的动因摩擦数μ=0.3,小球的重力可忽略不计。当小球脱离杆进入虚线下方后,运动轨迹是半圆,圆半径为L/3。求:带电小球以 a到b运动过程中克服摩擦力做的功与电场力所做功的比值。
如图10-20所示,一块铜块左右两面接入电路中。有电流I自左向右流过铜块,当一磁感应强度为B的匀强磁场垂直前表面穿入铜块,从后表面垂直穿出时,在铜块上、下两面之间产生电势差,若铜块前、后两面间距为d,上、下两面间距为l。铜块单位体积内的自由电子数为n,电子电量为e,求铜板上、下两面之间的电势差U为多少?
如图10-18所示,带电粒子在真空环境中的匀强磁场里按图示径迹运动。径迹为互相衔接的两段半径不等的半圆弧,中间是一块薄金属片,粒子穿过时有动能损失。试判断粒子在上、下两段半圆径迹中哪段所需时间较长?(粒子重力不计)
如图10-16所示,带负电的粒子垂直磁场方向进入圆形匀强磁场区域,出磁场时速度偏离原方向60°角,已知带电粒子质量m=3×10-20kg,电量q=10-13C,速度v0=105m/s,磁场区域的半径R=3×10-1m,不计重力,求磁场的磁感应强度。
摆长为ι的单摆在匀强磁场中摆动,摆动平面与磁场方向垂直,如图10-14所示。摆动中摆线始终绷紧,若摆球带正电,电量为q,质量为m,磁感应强度为B,当球从最高处摆到最低处时,摆线上的拉力T多大?
如图28-1所示,X轴上方有匀强磁场B,下方有匀强电场E。电量为q、质量为m、重力不计的粒子y轴上。X轴上有一点N(L.0),要使粒子在y轴上由静止释放而能到达N点,问:(1)粒子应带何种电荷? (2)释放点M应满足什么条件? (3)粒子从M点运动到N点经历多长的时间?