如图所示,真空中的矩形abcd区域内存在竖直向下的匀强电场,半径为R的圆形区域内同时存在垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,圆形边界分别相切于ad、bc边的中点e、f。一带电粒子以初速度v0沿着ef方向射入该区域后能做直线运动;当撤去磁场并保留电场,粒子以相同的初速度沿着ef方向射入恰能从c点飞离该区域。已知
,忽略粒子的重力。求:
(1)带电粒子的电荷量q与质量m的比值
;
(2)若撤去电场保留磁场,粒子离开矩形区域时的位置。
如图13所示,有一磁感强度
的水平匀强磁场,垂直放置一很长的金属框架,框架上有一导体
与框架边垂直且始终保持良好接触,由静止开始下滑。已知框架的宽度为
,质量为
,电阻为
,框架电阻不计,取
,求:
(1)
中电流的方向如何?
(2)导体
下落的最大速度;
(3)导体
在最大速度时的电功率。
(10分)如图12所示,在
轴上方有匀强磁场
,一个质量为
,带电量为
的的粒子,以速度
从
点以
角射入磁场,粒子重力不计,求:
(1)粒子在磁场中的运动时间.
(2)粒子离开磁场的位置.
如图所示,竖直放置的正对平行金属板长L,板间距离也为L,两板间有场强为E的匀强电场(电场仅限于两板之间),右极板的下端刚好处在一有界匀强磁场的边界(虚线所示)上,该边界与水平成45°夹角,边
界线以右有垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为m、电量为e的电子在左侧金属板的中点从静止开始,在电场力作用下加速向右运动,穿过右极板中心小孔后,进入匀强磁场。求:
(1)从电子开始运动到进入匀强磁场所需的时间;
(2)匀强磁场的磁感应强度B应满足什么条件,才能保证电子从磁场出来后,还能穿越平行金属板间的电场区域。
如图所示,一小球从A点以某一水平向右的初速度出发,沿水平直线轨道运动到B点后,进入半径
的光滑竖直圆形轨道,圆形轨道间不相互重叠,即小球离开圆形轨道后可继续向C点运动,C点右侧有一壕沟,C、D两点的竖直高度
,水平距离
,水平轨道AB长为
.小球与水平轨道间的动摩擦因数
,重力加速度
.则:
(1)若小球恰能通过圆形轨道的最高点,求小球在A点的初速度?
(2)若小球既能通过圆形轨道的最高点,又不掉进壕沟,求小球在A点的初速度的范围是多少?
如图所示,小球B用轻绳悬挂于O点,球B恰好与水平地面D点接触,水平地面与斜面连接处E可视为一小段圆弧,水平地面DE部分长度L=3.5m。一质量为m的滑块A(可视为质点)从倾角370、高度h =3m的斜面上C点由静止释放,并在水平面上与B球发生弹性碰撞。已知滑块A与接触面的动摩擦因数均是μ = 0.2,O点与C点在同一水平面上,小球B与滑块A质量相等(sin370=0.6,cos370=0.8,g = 10m/s2)。试求:
(1)B球与A球第一次碰撞后,A球摆动的最大偏角;
(2)B球第1次回到斜面上的高度;
(3)B球最终的位置到E处的距离。