如图所示,平面坐标系Oxy中,在y>0的区域存在沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为E,在-h<y<0的区域Ⅰ中存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,在y<-h的区域Ⅱ中存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为2B.A是y轴上的一点, C是x轴上的一点.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子以某一初速度沿x轴正方向从A点进入电场区域,继而通过C点以速度方向与x轴夹角为φ=30°进入磁场区域Ⅰ,并以垂直边界y=-h的速度进入磁场区域Ⅱ.粒子重力不计.试求:(1)粒子经过C点时的速度大小v;
(2)A、C两点与O点间的距离y0、x0;
(3)粒子从A点出发,经过多长时间可回到y=y0处?
如图13-9-15所示,一质量为m、带电荷量为+q的带电液滴,从水平放置的平行金属板上方H高度处自由落下,从上板的缺口进入两板间电场,电场强度为E.若qE>mg,试求液滴落入电场中所能达到的最大位移h.(设d>h)
图13-9-15
如图13-9-13所示,质量为m=2×10-15 kg、q=-3×10-10 C的带电粒子,自A点垂直电场线方向进入有界的匀强电场,它从B点飞出时vB=6×103 m/s,vB与E交角120°.已知AB沿电场线方向相距15 cm,不计重力,求:
图13-9-13
(1)UBA的大小;
(2)粒子A到B的时间;
(3)匀强电场的宽度.
如图所示是一个回旋加速器的示意图,其中两个半圆形金属盒内有方向垂直于纸面,磁感强度为B的匀强磁场,两金属盒分别接到交变电源的两极上,在两盒间的狭缝处形成交变的电场.质量为m、电量为q的带电粒子从下面盒的中心O点进入,进入时的初速可以忽略,经两盒间狭缝处的电场加速后进入上面盒内,在磁场中做圆周运动,当它回到狭缝处时,电场恰好反向,再次对粒子加速,进入下面磁场中,从c1处再进入电场中加速,以后则重复前面的过程,并且每次电场对粒子做的功都是W.图中c2、c3、……是后面各次从下面磁场中射出时的位置.
(1)求Oc1的距离.
(2)n为多大时,cncn+1小于或等于Oc1的一半?
如图所示,电阻不计的金属圆盘,半径为r,在圆盘边缘的槽内绕有一根很长的轻质绳,绳端吊有一质量为m的物体,圆盘处于磁感强度为B.方向垂直盘面的匀强磁场中,在圆盘中心转轴O与边缘之间接有一个电阻R.现将物体由静止释放,则圆盘绕轴O转动的最大角速度是多少?(不计一切摩擦)
在一竖直向下的匀强电场中放一绝缘的光滑半圆轨道,如图所示,在最高点放一质量为m、电荷量为+q的小球,使球从静止开始沿轨道下滑,若场强为E,则小球在轨道最低点对轨道压力为_________.