磁悬浮列车是一种高速低耗的新型交通工具,它的驱动系统简化为如下模型,固定在列车下端的动力绕组可视为一个矩形纯电阻金属框,电阻为,金属框置于平面内,长边为平行于轴,宽为的边平行于轴,如图l所示。列车轨道沿方向,轨道区域内存在垂直于金属框平面的磁场,磁感应强度沿方向按正弦规律分布,其空间周期为,最大值为,如图2所示,金属框同一长边上各处的磁感应强度相同,整个磁场以速度沿方向匀速平移。设在短暂时间内,、边所在位置的磁感应强度随时问的变化可以忽略,并忽略一切阻力。列车在驱动系统作用下沿方向加速行驶,某时刻速度为
()
(1)简要叙述列车运行中获得驱动力的原理;
(2)为使列车获得最大驱动力,写出、边应处于磁场中的什么位置及与之间应满足的关系式;
(3)计算在满足第(2)问的条件下列车速度为v时驱动力的大小。
如图所示,A点坐标为(0,10)cm,C点坐标为(10,0)cm,在正方形OABC区域内有匀强电场,场强方向与x轴正向相同,E=N/C.在A点用长L=2cm的细绳悬挂质量为m=0.1kg,电荷量为+q=
C的小球.小球原来静止,剪断细绳,小球将开始运动,当它运动到横坐标为10cm的点时,此点纵坐标为多少?
如图甲所示,A、B是一对平行放置的金属板,中心各有一小孔P、Q,PQ连线垂直金属板,两板间距为d,从P点处连续不断地有质量为m、带电量为-q的带电粒子(重力不计)沿PQ方向放出,初速度可忽略,在A、B间某时刻t=0开始加有如图乙所示交变电压,其电压大小为U,周期为T,带电粒子在AB间运动过程中,粒子相互作用力可忽略不计:
(1)如果只有在每个周期的0~时间内放出的带电粒子才能从小孔Q中射出,则上述物理量之间应满足怎样的关系?
(2)如果各物理量满足第(1)问的关系,求每个周期内从小孔Q中有粒子射出的时间与周期T的比值.
如图所示,一平行板电容器,电容为C,在电容器的A板中间开一小孔。从t=0时刻开始通过这个小孔向电容器中射入 电子,射入的方向垂直于极板,射入的速度为v,单位时间内射入n个电子。电子的质量为m,电荷量为e,电容器起初是不带电的。设打到B板上的电子都留在B板上,求从t=0时刻起,经过多长时间电容器两极板的电势差不再发生变化?
如图示,在一足够厚的铅屏A的右表面上贴一块放射源p,p释放出的β射线的速度为m/s,在B处放置一平行铅屏的金属网,网与铅屏之间加一方向水平向左的匀强电场,其场强E=3.64×
N/C,A、B相距d=2cm,在金属网的右侧距网S=1cm处平行于网放置一荧光屏M,观察到荧光屏上的β射线,求:荧光屏上观察到β射线的范围?(
=9.1×
kg)
平行的两个金属板M、N相距d,两板上有两个正对的小孔A和B,A、B连线与板面垂直,在两个金属板上加有如图所示的交流电压u,交流电的周期为T,在t=0时刻,N板的电势比M板高。一个带正电的微粒,质量为m,电荷量为 q,经电压为U(U<
)的加速电场加速后,从A孔垂直于M板射入两板间。
(1)对于加速电压U,存在着一个值,当U>
时,带电微粒能够沿一个方向运动,一直到从B孔射出,求Uc的大小。
(2)加速电压U是多大时,带电微粒不会从B孔射出?