如图所示的直角坐标系xOy中,x<0,y>0的区域内有沿x轴正方向的匀强电场,的区域内有垂直于xOy坐标平面向外的匀强磁场,x轴上P点坐标为(-L,0),y轴上M点的坐标为(0,
)。有一个带正电的粒子从P点以初速度v沿y轴正方向射入匀强电场区域,经过M点进入匀强磁场区域,然后经x轴上的C点(图中未画出)运动到坐标原点O。不计重力。求:
(1)粒子在M点的速度v′;
(2)C点与O点的距离xc;
(3)匀强电场的电场强度E与匀强磁场的磁感应强度B的比值。
如图所示,xOy平面内半径为R的圆O'与y轴相切于原点O。在该圆区域内,有与y轴平行的匀强电场和垂直于圆面的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的粒子(不计重力)从O点沿x轴正方向以某一速度射入,带电粒子恰好做匀速直线运动,经T0时间从P点射出。
(1)若仅撤去磁场,带电粒子仍从O点以相同的速度射入,经时间恰从圆形区域的边界射出。求电场强度的大小和粒子离开电场时速度的大小;
(2)若仅撤去电场,带电粒子仍从O点射入,且速度为原来的2倍,求粒子在磁场中运动的时间。
(10分)如图所示,一小型发电站通过升压变压器B1和降压变压器B2把电能输送给用户(B1和B2都是理想变压器),已知发电机的输出功率为500kW,输出电压为500V,升压变压器B1原、副线圈的匝数比为1﹕10,两变压器间输电导线的总电阻为2Ω,降压变压器B2的输出电压为220V。求:
(1)输电导线上损失的功率;
(2)降压变压器B2的原、副线圈的匝数比。
(10分)如图所示为交流发电机示意图,匝数为n=100匝的矩形线圈,边长分别为10cm和20cm,内阻为5Ω,在磁感应强度B=0.5 T的匀强磁场中绕OO′轴以50rad/s的角速度匀速转动,线圈和外部20 Ω的电阻R相接。求:
(1)S断开时,电压表示数;
(2)电键S合上时,电压表和电流表示数。
(10分)如图所示,在y<0的区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直于xy平面并指向纸里,磁感应强度为B。一带负电的粒子(质量为m、电荷量为q)以速度v0从O点射入磁场,入射方向在xy平面内,与x轴正向的夹角为θ。(粒子所受重力不计)求:
(1)该粒子射出磁场的位置;
(2)该粒子在磁场中运动的时间。
(9分)如图所示,光滑水平面上有一质量M =" 4.0" kg的带有圆弧轨道的平板车,车的上表面是一段长L=1.5m的粗糙水平轨道,水平轨道左侧连一半径R =" 0.25" m 的四分之一光滑圆弧轨道,圆弧轨道与水平轨道在点相切.现将一质量m =" 1.0" kg的小物块(可视为质点)从平板车的右端以水平向左的初速度v0滑上平板车,小物块与水平轨道间的动摩擦因数
,小物块恰能到达圆弧轨道的最高点A.取g =" 10" m/s2,求:
(1)小物块滑上平板车的初速度v0的大小.
(2)小物块与车最终相对静止时,它距点的距离.