如图所示,建立xOy坐标系,两平行极板P、Q垂直于y轴且关于x轴对称,极板长度和板间距均为l,两板间电压大小为U;第一、四象限有磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直于xOy平面向里。位于极板左侧的粒子源沿x轴向右发射一个质量为m、电量为+q、重力不计的带电粒子,带电粒子恰好经极板边缘射入磁场。上述m、q、l、U、B为已知量。(不考虑极边缘的影响)。求
(1)粒子从粒子源射出时的速度大小。
(2)带电粒子在磁场中做圆周运动的半径和周期。
如图所示,abcde和a'b'c'd'e'为两平行的光滑导轨,其中abcd和a'b'c'd'部分为处于水平面内的直轨,ab、a'b'的间距为cd、c'd'间距的2倍;de和d'e'部分为与直轨相切的、半径均为R的半圆形轨道,处于竖直平面内.直轨部分处于竖直向上的匀强磁场中,弯轨部分处于匀强磁场外.在靠近aa'和cc'处放有两根金属棒MN、PQ,质量分别为2m和m.为使棒PQ能沿导轨运动并通过半圆形轨道的最高点ee',在初始位置必须至少给棒MN以多大的冲量?
(设两段水平直轨均足够长,棒PQ出磁场时MN仍在宽轨道上运动)
如图所示,质量为m=0.1kg的铝框,用绝缘细线悬挂起来,框中心距地面高h=0.8m,有一质量M=0.2kg的磁铁以10m/s的水平速度沿框中心穿过铝框,落在距铝框原位置水平距离s=3.6m处,则在磁铁与铝框发生相互作用时:
(1)铝框向哪边偏转?它能上升多高?
(2)在磁铁穿过铝框过程中,框中产生多少电能?
在光滑水平地面上,两根彼此平行的光滑导轨PQ、MN相距为L=1m,在它们的末端垂直PQ、MN跨放一金属杆ab,ab的质量为m=0.005kg,在导轨的另一端连接一个已经充电的电容器,电容器的电容C=200
F,有一匀强磁场,方向垂直导轨PQ、MN所在平面向下,如图所示,磁感强度为B=0.5T.(除导轨PQ、MN和金属杆ab外其余部分都是绝缘的)当闭合电键K时,ab杆将从导轨上冲出,并沿光滑斜面升到高为0.2m处,这过程电容器两端电压减小了一半,求:
(1)磁场对金属杆ab冲量的大小.
(2)电容器原来充电电压是多少.
如图所示,由电磁感应现象形成的电源和平行板电容器相连接。电源内有固定的25匝线圈,穿过线圈的磁通量Φ随时间t变化规律如(b)图。平行板电容器两个极板水平放置,板间距离d=2cm.两极板间有一个带电微粒,质量m=1.0×
kg,带负电。电量为q=1.8×
C.假设t=0时,上极板电势高,且此时带电微粒的即时速度为零,假定带电微粒的运动不会碰到极板。试求:
(1)微粒所受电场力是它重力的多少倍?
(2)微粒在30ms末的瞬时速度。
(3)微粒在30ms末相对于起始位置的位移。
如图所示,总质量是m的闭合线圈,静止于水平支持面上,有一狭长水平导轨垂直穿过此线圈.现有一质量为m的条形磁铁,沿导轨通过线圈.已知磁铁进入线圈前的动能为
,离开线圈时的动能为
.若各处的摩擦力都不计,试计算磁铁通过线圈时共产生多少热量.