如图所示,两平行金属板A、B长8cm,两板间距离d=8cm,A板比B板电势高300V,一带正电的粒子电荷量q=10-10C,质量m=10-20kg,沿电场中心线RO垂直电场线飞入电场,初速度 υ0=2×106m/s,粒子飞出平行板电场后经过界面MN、PS间的无电场区域后,进入固定在O点的点电荷Q形成的电场区域,(设界面PS右边点电荷的电场分布不受界面的影响),已知两界面MN、PS相距为12cm,D是中心线RO与界面PS的交点,O点在中心线上,距离界面PS为9cm,粒子穿过界面PS最后垂直打在放置于中心线上的荧光屏bc上.(静电力常数k = 9.0×109N·m2/C2)
(1)求粒子穿过界面MN时偏离中心线RO的距离多远?
(2)电场力做的功为多大?到达PS界面时离D点多远?
(3)大致画出带点粒子的运动轨迹
(4)确定点电荷Q的电性并求其电荷量的大小.
如图所示,两根固定的光滑金属导轨水平部分与倾斜部分平滑连接,两导轨间距为L=0.5m,导轨的倾斜部分与水平面成530角。导轨的倾斜部分有一个匀强磁场区域abcd,磁场方向垂直于斜面向上,导轨的水平部分有n个相同的匀强磁场区域,磁场方向竖直向上,所有磁场的磁感强度大小均为B=1T,磁场沿导轨的长度均为L=0.5m,磁场在左、右两侧边界均与导轨垂直,导轨的水平部分中相邻磁场区域的间距也为L。现有一质量为m=0.5kg,电阻为r=0.2Ω,边长也为L的正方形金属线框PQMN,从倾斜导轨上由静止释放,释放时MN边离水平导轨的高度h=2.4m,金属线框在MN边刚滑进磁场abcd时恰好做匀速直线运动,此后,金属线框从导轨的倾斜部分滑上水平部分并最终停止。取重力加速度g=10m/s2,sin530=0.8, cos530=0.6。求:⑴金属线框刚释放时MN边和ab边的距离;⑵金属线框能穿越导轨水平部分中几个完整的磁场区域;⑶整个过程中金属线框几产生的焦耳热。
神舟五号载人飞船在绕地球飞行的第5圈进行变轨,由原来的椭圆轨道变为距地面高度为h的圆形轨道。已知地球半径为R,地面处的重力加速度为g。试导出飞船在上述圆轨道上运行的周期T的公式(用h、R、g表示)
如图,竖直放置的金属薄板M、N间距为d.绝缘水平直杆左端从N板中央的小孔穿过,与M板固接,右端处在磁感应强度为B的匀强磁场中.质量为m、带电量为+q的中空小球P,套在水平直杆上,紧靠M板放置,与杆的动摩擦因数为μ.当在M、N板间加上适当的电压U后,P球将沿水平直杆从N板小孔射出,试问:
(1)此时M、N哪个板的电势高?它们间的电势差必须大于多少?
(2)若M、N间电压时,小球能沿水平直杆从N板中央小孔射入磁场,则射入的速率多大?若磁场足够大,水平直杆足够长,则小球在磁场中运动的整个过程中,摩擦力对小球做多少功?
如图所示,两根光滑平行金属导轨M、N,电阻不计,相距0.2m,上边沿导轨垂直方向放一个质量为m=均为金属棒ab,ab的电阻为0.5Ω.两金属棒一端通过电阻R和电源相连.电阻R=2Ω,电源电动势E=6V,内源内阻r=0.5Ω,如果在装置所在的区域加一个匀强磁场,使ab对导轨的压力恰好是零,并使ab处于静止.(导轨光滑)求:
(1) 回路中电流的大小
(2) 所加磁场磁感强度的大小和方向.
如图所示,用6m长的轻绳将A、B两球相连,两球相隔0.8s先后从C点以4.5m/s的初速度水平抛出.那么,将A球抛出后经多长时间,A、B间的轻绳被拉直?(g=10m/s2)