如图所示,真空中有一以(r,0)为圆心、半径为r的圆柱形匀强磁场区域,磁场的磁感强度大小为B,方向垂直纸面向里.磁场的上方有两等大的平行金属板MN,两板间距离为2r.从O点向不同方向发射速率相同的质子,质子的运动轨迹均在纸面内.当质子进入两板间时两板间可立即加上如图所示的电压,且电压从t=0开始变化,电压的最大值为,已知质子的电荷量为e,质量为m,质子在磁场中的偏转半径也为r,不计重力,求:
(1)质子进入磁场时的速度大小;
(2)若质子沿x轴正方向射入磁场,到达M板所需的时间为多少?
(3)若质子沿与x轴正方向成某一角度θ的速度射入磁场时,粒子离开磁场后能够平行于金属板进入两板间,求θ的范围以及质子打到M板时距坐标原点O的距离。
如图所示,B、C两轮同轴,RA=RC=2RB,若皮带与轮间无滑动,皮带轮匀速转动时求:
(1)A、B、C三轮边缘的线速度之比为?
(2)A、B、C三轮的角速度之比?
(3)A、B、C三轮的周期之比?
如图示,坐标系xoy位于坚直平面内,所在空间有沿水平方向垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感强度为B,在y﹥0的空间内还有沿x正方向的匀强电场。一质量为m的带电油滴沿着图中直线PQ做匀速直线运动,过Q点后油滴进入y﹤0的区域,图中θ=450。要使油滴在的y﹤0区域内做匀速圆周运动,需在该区域内加匀强电场。若带电油滴在y﹤0的区域内经过一段圆弧后再次通过x轴,并且能通过x轴上的M点(图中未画出),且Q、M两点间距离为L。求:
(1)油滴的带电性质。
(2)在的y﹤0区域内所加电场的方向。
(3)带电油滴所带电荷量q.
用磁场可以约束带电离子的轨迹,如图示,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=2×106 m / 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?
如图示,两块水平放置的金属板间距为d,用导线与一个匝数为n的截面积为S的线圈相连,线圈总电阻为r,线圈中有竖直向上的磁场,磁感强度B均匀增加,随时间变化关系是B=kt,电阻R与金属板连接,两板间有一个质量为m的油滴恰好处于静止状态,求:
(1)油滴所带电荷的正负。
(2)油滴所带的电量。
如图示,水平U形光滑框架,宽度为1m,电阻忽略不计,导体ab质量是0.2kg,电阻r=0.05,匀强磁场的磁感应强度B=0.1T,方向垂直框架向上,现用F=1N的外力由静止拉动ab杆,当ab的速度达到1m/s时,求此时刻ab 杆产生的感应电动势的大小和它的加速度的大小?