如图所示,两电阻不计的足够长光滑平行金属导轨与水平面夹角,导轨间距
,所在平面的正方形区域abcd内存在有界匀强磁场,磁感应强度为
T,方向垂直斜面向上。将甲乙两电阻阻值相同、质量均为
kg的相同金属杆如图放置在导轨上,甲金属杆处在磁场的上边界,甲乙相距也为
,其中
m。静止释放两金属杆的同时,在甲金属杆上施加一个沿着导轨的外力F,使甲金属杆在运动过程中始终做沿导轨向下的匀加速直线运动,加速度大小5m/s2,乙金属杆刚进入磁场时即作匀速运动。(取
m/s2)
(1)求金属杆甲的电阻R;
(2)以刚释放时,写出从开始到甲金属杆离开磁场,外力F随时间t的变化关系;
(3)若从开始释放到乙金属杆离开磁场,乙金属杆中共产生热量J,试求此过程中外力F对甲做的功。
如图所示,一带电微粒质量为m=2.0×10-11kg、电荷量q=+1.0×10-5C,从静止开始经电压为U1=100V的电场加速后,水平进入偏转电压U2=100V两平行金属板间,偏转后,接着进入一个方向垂直纸面向里、宽度为D=20cm的匀强磁场区域。已知偏转电场金属板长L=20cm,两板间距d=10
cm,重力忽略不计。求:
带电微粒进入偏转电场时的速率v0;
带电微粒从平行金属板射出时的偏转角θ;
为使带电微粒不从磁场右边射出,该匀强磁场的磁感应强度B至少多大?
如图(a)所示,在以O为圆心,内外半径分别为R1和R2的圆环区域内,存在辐射状电场和垂直纸面的匀强磁场,内外圆间的电势差U为常量,R1=R0,R2=3R0,一电荷量为+q,质量为m的粒子从内圆上的A点进入该区域,不计重力。已知粒子从外圆上以速度v1射出,求粒子在A点的初速度v0的大小。
若撤去电场,如图19(b),已知粒子从OA延长线与外圆的交点C以速度v2射出,方向与OA延长线成45°角,求磁感应强度的大小及粒子在磁场中运动的时间。
在图(b)中,若粒子从A点进入磁场,速度大小为v3,方向不确定,要使粒子一定能够从外圆射出,磁感应强度应小于多少?
如图所示,平行金属极板A、B水平放置,A板带正电,B板带负电,两板间的电压为U,距离为2d,一个半径为d的绝缘光滑半圆形轨道,竖直放置在两极板中,轨道最高点、圆心O的连线与极板平行.在轨道最高点边缘处有一质量为m,电量为+ q的小球,由静止开始下滑。重力加速度为g。求:轨道最高点与最低点间的电势差;
小球到达最低点时的速度大小;
小球经过最低点时对轨道压力的大小。
如图所示,在x轴上方及下方存在方向垂直纸面向里的匀强磁场,上方磁场的磁感应强度大小为B、下方磁场的磁感应强度大小为。一质量为m、电量为q的带正电粒子从x轴上O点以速度v0垂直x轴向上射出。不计粒子重力。
求:射出后粒子第二次到达x轴时离O点的距离,并画出该过程粒子运动的轨迹;
射出后粒子经过多长时间第二次到达x轴。
如图所示,半径R=0.4 m的光滑半圆轨道与粗糙的水平面相切于A点,质量为m=1 kg的小物体(可视为质点)在水平拉力F的作用下,从静止开始由C点运动到A点,物体从A点进入半圆轨道的同时撤去外力F,物体沿半圆轨道通过最高点B后做平抛运动,正好落在C点,已知xAC=2 m,F=15 N,g取10 m/s2,试求:物体在B点时的速度大小以及此时半圆轨道对物体的弹力大小;
物体从C到A的过程中,摩擦力做的功.