如图14所示,在NOQ范围内有垂直于纸面向里的匀强磁场Ⅰ,在MOQ范围内有垂直于纸面向外匀强磁场Ⅱ,M、O、N在一条直线上,∠MOQ=60°,这两个区域磁场的磁感应强度大小均为B。离子源中的离子(带电荷量为+q,质量为m)通过小孔O1进入极板间电压为U的加速电场区域(可认为初速度为零),离子经电场加速后通过小孔O2射出,从接近O点处进入磁场区域Ⅰ,离子进入磁场的速度垂直于磁场边界MN,也垂直于磁场,不计离子的重力。
(1)当加速电场极板电压U=U0,求离子进入磁场中做圆周运动的半径R;
(2)在OQ上有一点P,P点到O点距离为L,当加速电场极板电压U取哪些值时,才能保证离子通过P点
如图所示,光滑水平轨道上放置长板A(上表面粗糙)和滑块C,滑块B置于A的左端,三者质量分别为mA=2kg、mB=1kg、mC=2kg.开始时C静止,A、B一起以v0=5m/s的速度匀速向右运动,A与C发生碰撞(时间极短)后C向右运动,经过一段时间A、B再次达到共同速度一起向右运动,且恰好不再与C碰撞.求A与C发生碰撞后瞬间A的速度大小.
甲车以10m/s的速度在平直的公路上匀速行驶,乙车以4m/s的速度与甲车同向做匀速直线运动,甲车经过乙车旁边开始以0.5m/s2的加速度刹车,从甲车刹车开始计时,求:
(1)乙车在追上甲车前,两车相距最大的距离.
(2)乙车追上甲车所用的时间.
一束硼离子以不同的初速度,沿水平方向经过速度选择器,从O点进入方向垂直纸面向外的匀强偏转磁场区域,分两束垂直打在O点正下方的离子探测板上P1和P2点,测得OP1:OP2=2:3,如图甲所示.速度选择器中匀强电场的电场强度为E,匀强磁场的磁感应强度为B1,偏转磁场的磁感应强度为B2.若撤去探测板,在O点右侧的磁场区域中放置云雾室,离子运动轨迹如图乙所示.设离子在云雾室中运动时受到的阻力Ff=kq,式中k为常数,q为离子的电荷量.不计离子重力.求
(1)硼离子从O点射出时的速度大小;
(2)两束硼离子的电荷量之比;
(3)两种硼离子在云雾室里运动的路程之比.
如图所示,有一磁感强度B=0.1T的水平匀强磁场,垂直匀强磁场放置一很长的金属框架,框架上有一导体ab保持与框架边垂直、由静止开始下滑.已知ab长100cm,质量为0.1kg,电阻为0.1Ω,框架电阻不计,取g=10m/s2,求:
(1)导体ab下落的最大加速度和最大速度;
(2)导体ab在最大速度时产生的电功率.
在如图所示的电路中,R1是由某金属氧化物制成的导体棒(非纯电阻),实验证明通过它的电流I和它两端电压U遵循I=kU3的规律(式中k=0.02A/V3),R2是普通电阻,阻值为24Ω,遵循欧姆定律,电源电动势E=6V,闭合开关S后,电流表的示数为0.16A.求:
(1)通过R1的电流I1和它两端的电压U1;
(2)通过R2的电流I2和它两端的电压U2;
(3)R1、R2消耗的电功率P1、P2;
(4)电源的内电阻r.