如图所示,竖直放置的两根足够长的光滑金属导轨相距为L,导轨的两端分别与电源(串有一滑动变阻器R)、定值电阻、电容器(原来不带电)和开关K相连。整个空间充满了垂直于导轨平面向外的匀强磁场,其磁感应强度的大小为B。一质量为m,电阻不计的金属棒ab横跨在导轨上。已知电源电动势为E,内阻为r,电容器的电容为C,定值电阻的阻值为R0,不计导轨的电阻。
(1)当K接1时,金属棒ab在磁场中恰好保持静止,则滑动变阻器接入电路的阻值R多大?
(2)当K接2后,金属棒ab从静止开始下落,下落距离s时达到稳定速度,则此稳定速度的大小为多大?下落s的过程中所需的时间为多少?
(3)先把开关K接通2,待ab达到稳定速度后,再将开关K接到3。试通过推导,说明ab棒此后的运动性质如何?求ab再下落距离s时,电容器储存的电能是多少?(设电容器不漏电,此时电容器还没有被击穿)
如图19所示,在绝缘水平面上,相距为L的A、B两点分别固定着等量正点电荷.O为AB连线的中点,C、D是AB连线上两点,其中AC=CO=OD=DB=.一质量为m电量为+q的小滑块(可视为质点)以初动能E0从C点出发,沿直线AB向D运动,滑块第一次经过O点时的动能为n E0(n>1),到达D点时动能恰好为零,小滑块最终停在O点,求:
小滑块与水平面之间的动摩擦因数μ;
OD两点间的电势差UOD;
一匀强电场,场强方向是水平的.一个质量为m的带正电的小球,从O点出发,初速度的大小为v0,在电场力与重力的作用下,恰能沿与场强的反方向成θ角的直线运动.求小球运动到最高点时其电势能与在O点的电势能之差?
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。