如图,水平U形光滑框架,宽度为1m,电阻忽略不计,导体棒ab的质量m = 0.2kg、电阻R = 0.5Ω,匀强磁场的磁感应强度B = 0.2T,方向垂直框架向上。现用F = 1N的外力由静止开始向右拉ab棒,当ab棒的速度达到2m/s时,求:
(1)ab棒产生的感应电动势的大小;
(2)ab棒所受的安培力大小和方向;
(3)ab棒的加速度大小和方向。
如图所示,竖直放置的半圆形绝缘轨道半径为R,下端与光滑绝缘水平面平滑连接,整个装置处于方向竖直向上的匀强电场E中.一质量为m、带电量为+q的物块(可视为质点),从水平面上的A点以初速度v0水平向左运动,沿半圆形轨道恰好通过最高点C,场强大小E<.
试计算物块在运动过程中克服摩擦力做的功.
证明物块离开轨道落回水平面的水平距离与场强大小E无关,且为一常量.
如图所示,
轴正方向水平向右,
轴正方向竖直向上。在
平面内有与
轴平行的匀强电场,在半径为
的圆内还有与
平面垂直的匀强磁场。在圆的左边放置一带电微粒发射装置,它沿
轴正方向发射出一束具有相同质量
、电荷量
和初速度
的带电微粒。发射时,这束带电微粒分布在
的区间内。已知重力加速度大小为
。
(1)从
点射出的带电微粒平行于
轴从
点进入有磁场区域,并从坐标原点
轴负方向离开,求电场强度和磁感应强度的大小与方向。
(2)请指出这束带电微粒与
轴相交的区域,并说明理由。
(3)若这束带电微粒初速度变为
,那么它们与
轴相交的区域又在哪里?并说明理由。
如图所示,在直角坐标系的I、Ⅱ象限内有垂直于纸面向里的匀强磁场,第Ⅲ象限有沿y轴负方向的匀强电场,第Ⅳ象限内无电场和磁场。质量为m,电荷量为q的粒子由M点以速度沿x轴负方向进入电场,不计粒子的重力,粒子经N和x轴上的P点最后又回到M点。设OM=OP =l,ON=2l,求:
(1)电场强度E的大小;
(2)匀强磁场磁感应强度B的大小;
(3)粒子从M点进入电场,经N、P点最后又回到M点所用的时间t。
如图所示,在x轴上方存在着沿y轴负方向的匀强电场,电场强度为E,在x轴下方有一垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B。现在坐标原点O处有一正离子源,沿y轴负方向发射比荷均为c的正离子。由于正离子的初速度不同,它们速度第一次为零时的位置不同,所需时间也不一样。
(1)写出正离子从坐标原点到速度第一次为零,所需时间与初速度关系的表达式;
(2)求具有不同初速度的正离子速度第一次为零的位置构成的曲线方程,并指出是什么曲线。
如图甲所示,两平行金属板间接有如图乙所示的随时间t变化的电压u,两板间电场可看作是均匀的,且两板外无电场,极板长L=0.2 m,板间距离d="0.2" m,在金属板右侧有一边界为MN的区域足够大的匀强磁场,MN与两板中线垂直,磁感应强度
T,方向垂直纸面向里。现有带正电的粒子流沿两板中线
连续射入电场中,已知每个粒子的速度
m/s,一荷质比
C/kg,重力忽略不计,在每个粒子通过电场区域的极短时间内,电场可视作是恒定不变的。
(1)试求带电粒子射出电场时的最大速度。
(2)证明任意时刻从电场射出的带电粒子,进入磁场时在MN上的入射点和出磁场时在MN上的出射点间的距离为定值。写出表达式并求出这个定值。
(3)从电场射出的带电粒子,进入磁场运动一段时间后又射出磁场。求粒子在磁场中运动的最长时间和最短时间。