如图甲所示,在两平行金属板的中线OO′某处放置一个粒子源,粒子沿OO1方向连续不断地放出速度的带正电的粒子。在直线MN的右侧分布有范围足够大的匀强磁场,磁感应强度B=0.01
T,方向垂直纸面向里,MN与中线OO′垂直。两平行金属板间的电压U随时间变化的U—t图线如图乙所示。已知带电粒子的荷质比
,粒子的重力和粒子之间的作用力均可忽略不计,若
时刻粒子源放出的粒子恰能从平行金属板边缘离开电场(设在每个粒子通过电场区域的时间内,可以把板间的电场看作是恒定的)。求:
(1)时刻粒子源放出的粒子离开电场时的速度大小和方向。
(2)从粒子源放出的粒子在磁场中运动的最短时间和最长时间。
在光滑绝缘的水平面上,用长为2L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球A和B.A球的带电荷量为+2q,b球的带电荷量为-3q,组成一带电系统,如图所示,虚线MP为AB两球连线的垂直平分线,虚线 NQ与MP平行且相距4L.最初A和B分别静止于虚线MP的两侧,距MP的距离均为L,且A球距虚线 NQ的距离为3L.若视小球为质点,不计轻杆的质量,在虚线MP、 NQ间加上水平向右的匀强电场E后,求:
(1) B球刚进入电场时,带电系统的速度大小.
(2)带电系统从开始运动到速度第一次为零所需时间以及B球电势能的变化量.
为使带负电的点电荷q在一匀强电场中沿直线匀速地由A运动到B,必须对该电荷施加一个恒力F,如图所示,若AB="0.4" m,α=37°,q=-3×10-7 C,F=1.5×10-4 N,A点的电势UA="100" V.(不计负电荷受到的重力)
(1)在图中用实线画出电场线,用虚线画出通过A、B两点的等势线,并标明它们的电势.
(2)求q在由A到B的过程中电势能的变化量是多少?
如图所示,绝缘水平板面上,相距为L的A、B两个点分别固定着等量正点电荷.O为AB连线的中点,C、D是AB连线上的两点,AC=CO=OD=OB=1/4L.一质量为m、电量为+q的小滑块(可视为质点)以初动能E0从C点出发,沿直线AB向D运动,滑动第一次经过O点时的动能为nE0(n>1),到达D点时动能恰好为零,小滑块最终停在O点,求:
(1)小滑块与水平板面之间的动摩擦因数μ;
(2)OD两点间的电势差UOD;
(3)小滑块运动的总路程s.
如图所示,一根长L="1.5" m的光滑绝缘细直杆MN,坚直固定的场强为E=1.0×105 N/C、与水平方向成θ=30°角的倾斜向上的匀强电场中.杆的下端M固定一个带电小球A,电荷量Q=+4.5×10-6C;另一带电小球B穿在杆上可自由滑动,电荷量q=+1.0×10-6 C,质量m=1.0×10-2 kg.现将小球B从杆的上端 N静止释放,小球B
开始运动.(静电力常量k=9.0×109 N·m2/C2,取g=10 m/s2)
(1)小球B开始运动时的加速度为多大?
(2)小球B的速度最大时,距M端的高度h1为多大?
如图所示,有两个带有等量同种电荷的小球A和B,质量都是m,分别悬于长度为l的悬线一端.现使B球固定不动,并使OB在竖直方向上,A可以在竖直平面里自由摆动,由于静电斥力的作用,A球偏离B球的距离为x.如果其他条件不变,A球的质量要增大到原来质量的几倍,才会使A,B两球的距离缩短为?