如图甲所示,圆形导线框中磁场B1的大小随时间
周期性变化,使平行金属板M、N间获得如图乙的周期性变化的电压。M、N中心的小孔P、Q的连线与金属板垂直,N板右侧匀强磁场(磁感应强度为B2)的区域足够大。绝缘档板C垂直N板放置,距小孔Q点的距离为h。现使置于P处的粒子源持续不断地沿PQ方向释放出质量为m、电量为q的带正电粒子(其重力、初速度、相互间作用力忽略不计)。
(1)在0~
时间内,B1大小按
的规律增大,此时M板电势比N板高,请判断此时B1的方向。试求,圆形导线框的面积S多大才能使M、N间电压大小为U?
(2)若其中某一带电粒子从Q孔射入磁场B2后打到C板上,测得其落点距N板距离为2h,则该粒子从Q孔射入磁场B2时的速度多大?
(3)若M、N两板间距d满足以下关系式:
,则在什么时刻由P处释放的粒子恰能到达Q孔但不会从Q孔射入磁场?结果用周期T的函数表示。
装甲车和战舰
采用多层钢板比采用同样质量的单层钢板更能抵御穿甲弹的射击。通过对一下简化模型的计算可以粗略说明其原因。质量为
、厚度为
的钢板静止在水平光滑桌面上。质量为
的子弹以某一速度垂直射向该钢板,刚好能将钢板射穿。现把钢板分成厚度均为
、质量均为
的相同两块,间隔一段距离水平放置,如图所示。若子弹以相同的速度垂直射向第一块钢板,穿出后再射向第二块钢板,求子弹射入第二块钢板的深度。设子弹在钢板中受到的阻力为恒力,且两块钢板不会发生碰撞不计重力影响。

如图,与水平面成 角的平面 将空间分成I和II两个区域。一质量为 、电荷量为 (q>0)的粒子以速度 从平面 上的 点水平右射入I区。粒子在I区运动时,只受到大小不变、方向竖直向下的电场作用,电场强度大小为 ;在II区运动时,只受到匀强磁场的作用,磁感应强度大小为 ,方向垂直于纸面向里。求粒子首次从II区离开时到出发点 的距离。(粒子的重力可以忽略)
。
如图,两根足够长的金属导轨
、
竖直放置,导轨间距离为
电阻不计。在导轨上端并接两个额定功率均为
、电阻均为
的小灯泡。整个系统置于匀强磁场中,磁感应强度方向与导轨所在平面垂直。现将一质量为
、电阻可以忽略的金属棒
从图示位置由静止开始释放。金属棒下落过程中保持水平,
且与导轨接触良好。已知某时刻后两灯泡保持正常发光。重力加速度为
。求:

(1)磁感应强度的大小:
(2)灯泡正常发光时导体棒的运动速率。
如图所示。以
、
和
、
为端点的两半圆形光滑轨道固定于竖直平面内,一滑板静止在光滑水平地面上。左端紧靠
点,上表面所在平面与两半圆分别相切于
、
。一物块被轻放在水平匀速运动的传送带上
点。运动到
时刚好与传送带速度相同,然后经
沿半圆轨道滑下。在经
滑上滑板。滑板运动到
时被牢固粘连。物块可视为质点。质量为
,滑板质量
,两半圆半径均为,
板长
,板右端到C的距离
在
范围内取值,
距
为
,物块与传送带、物块与滑板间的动摩擦因数均为
。重力加速度取
。
(1)求物块滑到
点的速度大小,
(2)试讨论物块从滑上滑板到离开滑板右端的过程中.克服摩擦力做的功
与
的关
系,并判断物块能否滑到
轨道的中点.
如图( )所示,在以 为圆心,内外半径分别为 和 的圆环区域内,存在辐射状电场和垂直纸面的匀强磁场,内外圆间的电势差为 常量, ,一电荷量为 ,质量为 的粒子从内圆上的 点进入该区域,不计重力。
(1)已知粒子从外圆上以速度
射出,求粒子在
点的初速度
的大小
(2)若撤去电场,如图19(
),已知粒子从
延长线与外圆的交点
以速度
射出,方向与
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
(3)在图(
)中,若粒子从
点进入磁场,速度大小为
,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?