如图甲所示,两平行金属板长度l=0.2m,两板间电压U随时间t变化的图象如图乙所示。在金属板右侧有一左边界为MN的匀强磁场,磁感应强度B="0.01" T,方向垂直纸面向里。现有带正电的粒子连续不断地以速度v0=105m/s射入电场中,初速度方向沿两板间的中线OO′方向。磁场边界MN与中线OO′垂直。已知带电粒子的比荷q/m=108C/kg,粒子的重力和粒子之间的相互作用力均可忽略不计。
(1)在每个粒子通过电场区域的时间内,可以把板间的电场强度看作是恒定的。请通过计算说明这种处理的合理性;
(2)设t="0.1" s时刻射入电场的带电粒子恰能从金属板边缘穿越电场射入磁场,求该带电粒子射出电场时速度的大小;
(3)对于所有经过电场射入磁场的带电粒子,设其射入磁场的入射点和从磁场射出的出射点间的距离为d,试通过推理判断d的大小是否随时间变化?
如图所示,在光滑绝缘水平面上方足够大的区域内存在水平向右的电场,电场强度为E。不带电的绝缘小球P2静止在O点。带正电的小球P1离小球P2左侧的距离为L。现由静止释放小球P1,在电场力的作用下P1与P2发生正碰后反弹,反弹速度是碰前的2/3倍。已知P1的质量为m,带电量为q,P2的质量为5m。求:
(1)碰撞前小球P1的速度。
(2)碰撞后小球P2的速度。
(3)小球P1和小球P2从第一次碰撞到得二次碰撞的时间和位置
如图所示,R3=6 Ω,电源内阻r为1 Ω,当S合上且R2为2 Ω时,电源的总功率为16 W,而电源的输出功率为12 W,灯泡正常发光,求:
(1)电灯的电阻及功率;
(2)S断开时,为使灯泡正常发光,R2的阻值应调到多少欧?
在金属板A、B间加上如图乙所示的大小不变、方向周期性变化的交变电压Uo,其周期是T。现有电子以平行于金属板的速度vo从两板中央射入。已知电子的质量为m,电荷量为e,不计电子的重力,求:
(1)若电子从t=0时刻射入,在半个周期内恰好能从A板的边缘飞出,则电子飞出时速度的大小。
(2)若电子从t=0时刻射入,恰能平行于金属板飞出,则金属板至少多长?
(3)若电子从t=T/4时刻射入,恰能从两板中央平行于板飞出,则两板间距至少多大?
如图所示,两平行金属板相距为d,电势差为U,一电子质量为m,电荷量为e,从O点沿垂直于极板的方向射出,最远到达A点,然后返回,已知OA=h,求此电子具有的初速度是多少?
两根平行光滑金属导轨MN和PQ水平放置,其间距为0.60m,磁感应强度为0.50T的匀强磁场垂直轨道平面向下,两导轨之间连接的电阻R=5.0Ω,在导轨上有一电阻为1.0Ω的金属棒ab,金属棒与导轨垂直,如图所示.在ab棒上施加水平拉力F使其以10m/s的速度向右匀速运动.设金属导轨足够长,导轨电阻不计.求:
(1)金属棒ab两端的电压.
(2)拉力F的大小.
(3)电阻R上消耗的电功率.