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?
如图所示,为交流发电机示意图,匝数为n=100匝矩形线圈,边长分别10cm和20cm,内电阻r=5Ω,在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中绕OO’以轴ω=
rad/s角速度匀速转动,线圈和外电阻为R=20Ω相连接,求:
(1)S断开时,电压表示数;
(2)开关S合上时,电压表和电流表示数。
如图所示,电阻Rab=0.1Ω的导体ab沿光滑导线框向右做匀速运动线框中接有电阻R=0.4Ω,线框放在磁感应强度B=0.1T的匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面,导体的ab长度l=0.4m,运动速度v=10m/s.线框的电阻不计.则
(1)使导体ab向右匀速运动所需的外力F’等于多少?方向如何?
(2)电阻R上消耗的功率P等于多少?
(3)外力的功率P’等于多少?
如图所示,一个质量为m的小球由两根细绳拴在竖直转轴上的A、B两处,AB间距为L,A处绳长为
L,B处绳长为L,两根绳能承受的最大拉力均为2mg,转轴带动小球转动。则:
(1)当B处绳子刚好被拉直时,小球的线速度v多大?
(2)为不拉断细绳,转轴转动的最大角速度
多大?
长为L的细线,拴一质量为m的小球,一端固定于O点。让其在水平面内做匀速圆周运动(这种运动通常称为圆锥摆运动),如图所示。当摆线L与竖直方向的夹角是
时,求:
(1) 线的拉力F;(2) 小球运动的角速度;
在一根长为2m的直导线中通入1A的电流,将导线垂直放在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中,求导线受到的安培力的大小?