如图所示,在xoy平面第一象限存在沿y轴负方向的匀强电场,电场强度。第四象限有垂直平面向里的匀强磁场,磁感应强度
。它们的右边界为x=5.0m,今有一个质量
,电荷量
的带正电粒子(不计重力),在y轴上距坐标原点d=0.3m的p处以初速度
沿x轴正方向射入匀强电场。求:带电粒子在电场和磁场中运动的总时间t.
设长为L的正确方形线框的电阻为R,将以恒定速度匀速穿过有界匀强磁场,磁场的磁感应强度为B,v的方向垂直于B,也垂直于磁场边界,磁场范围的宽度为d,如图所示,则,
(1)若L<d,求线框穿过磁场安培力所做的功;
(2)若L>d,求线框穿过磁场安培力所做的功。
如图所示,在光滑水平面上放置质量为M=2kg的足够长的小车A,其左端用水平轻绳拉住,且水平表面左端放置质量为m=1kg的小滑块B,A、B间的动摩擦因数为μ=0.1,今用水平恒力F=10N拉B,当B的速度达到2 m/s时,撤去拉力F,并同时剪断绳子(g=10m/s2)(保留两位有效数字)
求:(1)拉力F所做的功?
(2)最终B物体的动能。
汤姆生在测定阴极射线比荷时采用的方法是利用电场、磁场偏转法,即测出阴极射线在匀强电场或匀强磁场中穿过一定距离时的偏角。设竖直向下的匀强电场的电场强度为E,阴极射线垂直电场射入、穿过水平距离L后的运动偏角为θ(θ较小,θ≈tanθ)(如图A);以匀强磁场B代替电场,测出经过一段弧长L的运动偏角为φ(如图B),已知阴极射线入射的初速度相同,试以E、B、L、θ、φ表示阴极射线粒子的比荷q/m的关系式。(重力不计)
如图所示,矩形区域I和II内分别存在方向垂直于纸面向外和向里的匀强磁场(AA′、BB′、CC′、DD′为磁场边界,四者相互平行),磁感应强度大小均为B,矩形区域的长度足够长,两磁场宽度及BB′与CC′之间的距离均相同。某种带正电的粒子从AA′上O1处以大小不同的速度沿与O1A成α=30°角进入磁场(如图所示,不计粒子所受重力),当粒子的速度小于某一值时,粒子在区域I内
的运动时间均为t0.当速度为v0时,粒子在区域I内的运动时间为t0/5。求:
(1)粒子的比荷q/m
(2)磁场区域I和II的宽度d;
(3)速度为v0的粒子从Ol到DD′所用的时间。
如图所示,A是置于光滑水平面上的表面绝缘、质量m1="1" kg的小车,小车的左端放置有一个可视为质点的、质量m2=2 kg、电荷量q=+1×10-4 C的小物块B,距小车右端s=2 m处有一竖直的墙壁。小车所在空间有一个可以通过开关控制其有、无的水平向右的匀强电场,电场强度的大小为E=3×104N/C。若小车A和小物块B一起由静止开始运动,且在小车与墙壁碰撞的瞬间撤去电场;碰撞时间忽略不计,碰撞过程无机械能的损失;小物块B始终未到达小车A的右端,它们之问的动摩擦因数=0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。小车不带电,g取10 m/s2。求:
(1)有电场作用时小车A所受的摩擦力大小和方向?
(2)小车A第一次与墙壁相碰后向左运动的最远距离为多少?
(3)小车A第二次与墙壁相碰时的速度为多少?
(4)要使小物块B最终不滑离小车A,小车的长度至少多长?