(18分)如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图.在xOy平面的第一象限,存在以x轴、y轴及双曲线y=
的一段(0≤x≤ L, 0≤y≤ L)为边界的匀强电场区域Ⅰ;在第二象限存在以x=-L、x=-2L、y=0、y=L的匀强电场区域Ⅱ.两个电场大小均为E,不计电子所受重力,电子的电荷量为e,求:
(1)从电场区域Ⅰ的边界B点处由静止释放电子,电子离开MNPQ时的坐标;
(2)由电场区域Ⅰ的AB曲线边界由静止释放电子离开MNPQ的最小动能;
.如图所示,匀强电场方向沿x轴的正方向,场强为E.在A(l,0)点有一个质量为m,电荷量为q的粒子,以沿y轴负方向的初速度v。开始运动,经过一段时间到达B(0,-l)点,(不计重力作用).求:
(1)粒子的初速度v0的大小;
(2)当粒子到达B点时的速度v的大小
如图所示,在空间中有一直角坐标系xOy,其第一象限内充满着两个方向不同的匀强磁场区域I和II,直线OP是它们的边界。区域I中的磁感应强度为2B,方向垂直纸面向里,区域II中的磁感应强度为B,方向垂直垂直纸面向外,边界上的P点坐标为(3L,3L),一质量为m,电荷量为+q的粒子从P点平行于y轴正方向以速度V0=
射入区域I,经区域I偏转后进入区域II(忽略粒子重力),求:
粒子在I和II两磁场中做圆周运动的半径之比;
粒子在磁场中运动的总时间;
粒子离开磁场的位置坐标。
如图(甲)所示,边长为L=2.5m、质量m=0.50kg的正方形绝缘金属线框,放在光滑的水平桌面上,磁感应强度B=0.80T的匀强磁场方向竖直向上,金属线框的一边ab与磁场的边界MN重合。在力F作用下金属线框由静止开始向左运动,在5.0s内从磁场中拉出.测得金属线框中的电流随时间变化的图象如图(乙)所示,已知金属线框的总电阻为R=4.0Ω。
试判断金属线框从磁场中拉出的过程中,
线框中的感应电流方向? t=2.0s时,金属线框的速度?
已知在5.0s内F做功1.95J,则金属框从磁场拉出过程线框中产生的焦耳热是多少?
一质量为m的导体棒MN两端分别放在固定的光滑圆形导轨上,两导轨平行且间距为L,导轨处在竖直向上的匀强磁场中,当导体棒中通一自右向左的电流I时,导体棒静止在与竖直方向成37o角的导轨上,取sin37o=0.6,cos37o=0.8
求:磁场的磁感应强度B;
每个圆形导轨对导体棒的支持力大小FN。
如图所示,电路中接一电动势为4V,内电阻为2Ω的直流电源,电阻R1、R2、R3、R4的阻值均为4Ω,电容器的电容为30μF,电流表的内阻不计,当电路稳定后,
求电流表的读数;
求电容器所带的电荷量;
如果断开电源,求通过R2的电荷量。