如图所示,相距2L的AB、CD两直线间的区域存在着两个大小不同、方向相反的有界匀强电场,其中PT上方的电场E1的场强方向竖直向下,PT下方的电场E0的场强方向竖直向上,在电场左边界AB上宽为L的PQ区域内,连续分布着电量为+q、质量为m的粒子。从某时刻起由Q到P点间的带电粒子,依次以相同的初速度v0沿水平方向垂直射入匀强电场E0中,若从Q点射入的粒子,通过PT上的某点R进入匀强电场E1后从CD边上的M点水平射出,其轨迹如图,若MT两点的距离为L/2。不计粒子的重力及它们间的相互作用。试求:
(1)电场强度E0与E1;
(2)在PQ间还有许多水平射入电场的粒子通过电场后也能垂直CD
边水平射出,这些入射点到P点的距离有什么规律?
(3)有一边长为a、由光滑绝缘壁
围成的正方形容器,在其边界正中
央开有一小孔S,将其置于CD右
侧,若从Q点射入的粒子经AB、CD间的电场从S孔水平射入容器中。欲使粒子在容器中与器壁多次垂直碰撞后仍能从S孔射出(粒子与绝缘壁碰撞时无能量和电量损失),并返回Q点,在容器中现加上一个如图所示的匀强磁场,粒子运动的半径小于a,磁感应强度B的大小还应满足什么条件?
如图所示,一带电粒子以某一速度在竖直平面内做直线运动,经过一段时间后进入一垂直于纸面向里、磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域(图中未画出磁场区域),粒子飞出磁场后垂直电场方向进入宽为L的匀强电场. 电场强度大小为E,方向竖直向上. 当粒子穿出电场时速度大小变为原来的倍. 已知带电粒子的质量为m,电量为q,重力不计. 粒子进入磁场前的速度与水平方向成60°角,如图. 试解答:
(1)粒子带什么电?
(2)带电粒子在磁场中运动时速度多大?
(3)该圆形磁场区域的最小面积为多大?
如图所示,一带电的小球从P点自由下落,P点距场区边界MN高为h,边界MN下方有方向竖直向下、电场强度为E的匀强电场,同时还有匀强磁场,小球从边界上的a点进入电场与磁场的复合场后,恰能作匀速圆周运动,并从边界上的b点穿出,已知ab=L,求:
(1)该匀强磁场的磁感强度B的大小和方向;
(2)小球从P 运动到b的过程中,共需多长时间?
如图所示,质量为0.2kg的物体带正电,其电量为4×10-4C,从半径为0.3m光滑的1/4圆弧滑轨上端A点由静止下滑到底端B点,然后继续沿水平面滑动。物体与水平面间的滑动摩擦因数为0.4,整个装置处于E=103N/C的竖直向下的匀强电场中。(g取10m/s2)求:
(1)物体运动到圆弧滑轨底端B点时对轨道的压力大小;
(2)物体在水平面上滑行的最大距离。
如图所示,在匀强电场中,将一电荷量为2×10-5的负电荷由A点移到B点,其电势能增加了0.1J,已知A、B两点间距离为2cm,两点连线与电场方向成600角,求:
(1)A、B两点间的电势差UAB;
(2)该匀强电场的电场强度E的大小。
如图,竖直平面坐标系xoy的第一象限,有垂直xoy面向外的水平匀强磁场和竖直向上的匀强电场,大小分别为B和E;第四象限有垂直xoy面向里的水平匀强电场,大小也为E;第三象限内有一绝缘光滑竖直放置的半径为R的半圆轨道,轨道最高点与坐标原点O相切,最低点与绝缘光滑水平面相切于N.一质量为m的带电小球从y轴上(y>0)的P点沿x轴正方向进入第一象限后做圆周运动,恰好通过坐标原点O,且水平切入半圆轨道并沿轨道内侧运动,过N点水平进入第四象限,并在电场中运动(已知重力加速度为g).
(1)判断小球的带电性质并求出其所带电荷量;
(2)P点距坐标原点O至少多高;
(3)若该小球以满足(2)中OP最小值的位置和对应速度进入第一象限,通过N点开始计时,经时间t=2小球距坐标原点O的距离s为多远?