如图所示,在水平地面上方边长为21的正方形abed区域有方向竖直向上的匀强电场,三角形bcd区域内还有水平向里的匀强磁场。现将一质量0.3kg的物体M以初速度Vo=6m/S从水平地面竖直向上抛出,物体恰能到达bc边中点O,到达O点的瞬间突然炸裂成质量分别为m1=0.2kg、m2=O.1kg且带等量异种电荷q=0.1C的P、Q两块,炸裂后P在正交电磁场中沿Ob向左做直线运动,Q在正交电磁场中先做匀速圆周运动,然后亦沿水平方向离开正方形区域。已知L=1.2m,重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力和P、Q间的库仑力,求:
(1) 物体M竖直上抛的最大高度h
(2) 电场强度的大小:
(3)P、Q落到水平地面上的距离。
如图所示,MN、PQ为竖直放置的两根足够长平行光滑导轨,相距为d=0.5m,M、P之间连一个R=1.5Ω的电阻,导轨间有一根质量为m=0.2kg,电阻为r=0.5Ω的导体棒EF,导体棒EF可以沿着导轨自由滑动,滑动过程中始终保持水平且跟两根导轨接触良好.整个装置的下半部分处于水平方向且与导轨平面垂直的匀强磁场中,磁感应强度为B=2T.取重力加速度g=10m/s2,导轨电阻不计.若导体棒EF从磁场上方某处沿导轨下滑,进入匀强磁场时速度为v=2m/s,
(1)求此时通过电阻R的电流大小和方向
(2)求此时导体棒EF的加速度大小.
用磁场可以约束带电离子的轨迹,如图所示,宽d=2cm的有界匀强磁场的横向范围足够大,磁感应强度方向垂直纸面向里,B=1T.现有一束带正电的粒子从O点以v=2×106m/s的速度沿纸面垂直边界进入磁场.粒子的电荷量q=1.6×10﹣19C,质量m=3.2×10﹣27kg.求:
(1)粒子在磁场中运动的轨道半径r和运动时间t是多大?
(2)粒子保持原有速度,又不从磁场上边界射出,则磁感应强度最小为多大?
如图中电源的电动势E=12V,内电阻r=0.5Ω,将一盏额定电压为8V,额定功率为16W的灯泡与一只线圈电阻为0.5Ω的直流电动机并联后和电源相连,灯泡刚好正常发光,通电100min,问:
①电源提供的能量是多少?
②电流对电动机做功是多少?
③电动机的线圈产生的热量是多少?
④电动机的效率是多少?
在平面直角坐标系xOy中,第I象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第IV象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m,电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场,经x轴上的N点与x轴正方向成60°角射入磁场,最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场,如图所示.不计粒子重力,求
(1)M、N两点间的电势差UMN;
(2)粒子在磁场中运动的轨道半径r;
(3)粒子从M点运动到P点的总时间t.
在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中,有一倾角为θ,足够长的光滑绝缘斜面,磁感应强度为B,方向垂直纸面向外,电场方向竖直向上.有一质量为m,带电量为十q的小球静止在斜面顶端,这时小球对斜面的正压力恰好为零,如图所示,若迅速把电场方向反转竖直向下,小球能在斜面上连续滑行多远?所用时间是多少?