如图甲所示,在光滑绝缘的水平桌面上平放着相互平行、间距为0.1m的金属板、
,板间存在匀强电场,方向水平向右. 在
板右侧平面内存在如图乙所示的交替变化的电磁场. 以
板小孔处为坐标原点,建立
坐标系,且规定沿
方向为电场的正方向,竖直向下为磁场的正方向. 在
点一质量为10g、电荷量为0.1C的带正电的金属小球由静止释放,设
时刻金属小球恰好以
m/s的速度经小孔进入
板右侧. 已知
N/C、
=0.2
T. 求:
(1)、
两板间的电场强度
的大小;
(2)在1s~2s内,金属小球在磁场中做圆周运动的半径和周期;
(3) 前6s内金属小球运动至离轴的最远点的位置坐标.(计算结果可以含
)
如图所示,质量为m、电荷量为q的带负电粒子(不计重力)。由0点静止释放进入宽为L的匀强电场,经电压为U加速后又进入磁感应强度为B的匀强磁场,磁场区域如图所示。
(1)带电粒子进入磁场时的速度大小;
(2)若带点粒子能够再次返回入射边界,则磁场的最小宽度为多大;
(3)若满足(2)的条件,则带点粒子在电场和磁场中运动的总时间为多少。
如图所示,电阻为R的正方形导线框abcd,边长ab=ad=L,质量为m,从某一高度自由落下,通过一磁感应强度为B的匀强磁场,,磁场方向垂直纸面向里,磁场区域的宽度也为L,下落过程中线框平面始终保持在同一竖直面内,且ab边始终水平.导线框的ab边刚进入磁场恰好做匀速运动,那么线框进入磁场的过程中ab两点间的电压为.在线圈穿越磁场的全过程,线框中产生的焦耳热为.(不考虑空气阻力,重力加速度为g)
如图(甲)为一研究电磁感应的实验装置示意图,其中电流传感器(相当于一只理想的电流表)能将各时刻的电流数据实时传输到计算机,经计算机处理后在屏幕上同步显示出图象.已知电阻R及金属杆的电阻r均为0.5
,杆的质量m及悬挂物的质量M均为0.1 kg,杆长
.实验时,先断开K,取下细线调节轨道倾角,使杆恰好能沿轨道匀速下滑.然后固定轨道,闭合K,在导轨区域加一垂直轨道平面向下的匀强磁场,让杆在悬挂物M的牵引下,从图示位置由静止开始释放,此时计算机屏幕上显示出如图(乙)所示的
图象(设杆在整个运动过程中与轨道垂直,且细线始终沿与轨道平行的方向拉杆,导轨的电阻、细线与滑轮间的摩擦及滑轮的质量均忽略不计).试求:
(1)时电阻R的热功率;
(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(3)估算0~0.4s内流过电阻R的电荷量.
如图所示,有一半径为R1=1m的圆形磁场区域,圆心为O,另有一外半径为R2=m、内半径为R1的同心环形磁场区域,磁感应强度大小均为B=0.5T,方向相反,均垂直于纸面。一带正电的粒子从平行极板下板P点静止释放,经加速后通过上板小孔Q,垂直进入环形磁场区域,已知点P、Q、O在同一竖直线上,上极板与环形磁场外边界相切,粒子比荷q/m=4×107C/kg,不计粒子的重力,且不考虑粒子的相对论效应。求:
(1)若加速电压U1=1.25×102V,则粒子刚进入环形磁场时的速度v0为多大?
(2)要使粒子不能进入中间的圆形磁场区域,加速电压U2应满足什么条件?
(3)若改变加速电压大小,可使粒子进入圆形磁场区域,且能水平通过圆心O,最后返回到出发点,则粒子从Q孔进入磁场到第一次经过O点所用的时间为多少?
一根弹性绳沿x轴方向放置,左端在原点O处,用手握住绳的左端使其沿y轴方向做周期为1s的简谐运动,于是在绳上形成一简谐横波,绳上质点N的平衡位置为x=5m,经某一时间振动传播到质点M时的波形如图所示,求:
(1)绳的左端振动经多长时间传播到质点N;
(2)质点N第一次出现在波峰时,绳的左端所通过的路程。