如图11所示,在水平面上有一个质量为m的物体,在水平拉力F作用下由静止开始移动一段距离后,到达斜面底端。这时撤去外力,物体冲上斜面,沿斜面上滑的最大距离和水平面上移动的距离相等。然后物体又沿斜面滑下,并恰好停在水平面上的出发点。已知斜面倾角θ=30°,物体与水平面和斜面间的动摩擦因数相等。求物体受到的水平力F。(不考虑物体过底端时的能量损失)
如图所示,两个几何形状完全相同的平行板电容器PQ和MN,水平置于水平方向的匀强磁场中(磁场区域足够大),两电容器极板左端和右端分别在同一竖直线上。已知P、Q之间和M、N之间的距离都是d,板间电压都是U,极板长度均为。今有一电子从极板左侧的。点以速度
沿P、Q两板间的中心线进入电容器,并做匀速直线运动穿过电容器,此后经过磁场偏转又沿水平方向进入到电容器M、N板间,在电容器M、N中也沿水平方向做匀速直线运动,穿过M、N板间的电场后,再经过磁场偏转又通过O点沿水平方向进入电容器P、Q极板间,循环往复。已知电子质量为
,电荷为
。
(1)试分析极板P、Q、M、N各带什么电荷?
(2)Q板和M板间的距离满足什么条件时,能够达到题述过程的要求?
(3)电子从O点出发至第一次返回到O点经过了多长时间?
如图所示,电动机牵引一根原来静止的、长L为1m、质量m为0.1kg的导体棒MN上升,导体棒的电阻R为1Ω,架在竖直放置的框架上,它们处于磁感应强度B为1T的匀强磁场中,磁场方向与框架平面垂直。当导体棒上升h=3.8m时,获得稳定的速度,导体棒上产生的热量为2J,电动机牵引棒时,电压表、电流表的读数分别为7V、1A,电动机内阻r为1Ω,不计框架电阻及一切摩擦,求:
(1)棒能达到的稳定速度;
(2)棒从静止至达到稳定速度所需要的时间。
如图,直角坐标系中,
<O的区域存在沿+
轴方向的匀强电场,场强大小为
,在
>0的区域存在一垂直纸面的矩形有界匀强磁场,其左边界和下边界分别与
、
轴重合,磁感应强度大小为
(图中未画出),现有一质量为
、电荷量为
的电子从第二象限的某点P以一定初速度
(未知)沿+
轴方向开始运动,以
的速度经过坐标为(O,L)的Q点,再经过磁场偏转恰好从坐标原点O沿
轴的负方向返回电场,求:
(1)P点的坐标以及初速度为多少?
(2)矩形磁场区域的最小面积。
如图所示,在相互垂直的水平匀强电场和水平匀强磁场中,有一竖直固定绝缘杆,小球P套在杆上,已知P的质量为
,电荷量为
,P与杆间的动摩擦因数为
,电场强度为
,磁感应强度为
,小球由静止起开始下滑,设电场、磁场区域足够大,杆足够长,求:
(1)当下滑加速度为最大加速度一半时球的速度;
(2)当下滑速度为最大下滑速度一半时球的加速度。
如图(甲)所示,一对平行放置的金属板M、N的中心各有一小孔P、Q,PQ连线垂直金属板;N板右侧的圆A内分布有方向垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度大小为,圆半径为
,且圆心O在PQ的延长线上,现使置于P处的粒于源连续不断地沿PQ方向放出质量为
、电量为
的带负电粒子(带电粒子的重力和初速度忽略不计,粒子间的相互作用力忽略不计),从某一时刻开始,在板N、M间加上如图(乙)所示的交变电压,周期为T,电压大小为
,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射出,求:
(1)平行金属板的板间距离。
(2)带电粒子达到Q孔的速度范围.
(3)带电粒子通过该圆形磁场的最小偏转角.
(甲)(乙)