如图所示,质量为m=0.1kg粗细均匀的导线,绕制成闭合矩形线框,其中长LAC=50cm,宽LAB=20cm,竖直放置在水平面上。中间有一磁感应强度B=1.0T,磁场宽度d=10cm的匀强磁场。线框在水平向右的恒力F=2N的作用下,由静止开始沿水平方向运动,使AB边进入磁场,从右侧以v=1m/s的速度匀速运动离开磁场,整个过程中始终存在大小恒定的阻力Ff=1N,且线框不发生转动。求线框AB边:
(1)离开磁场时感应电流的大小;
(2)刚进入磁场时感应电动势的大小;
(3)求线框穿越磁场的过程中产生的焦耳热。
如图所示,在矩形区域内有沿纸面向上的匀强电场,场强的大小
;在矩形区域
内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小
.已知
,
.在
点处有一放射源,沿纸面向电场中各方向均匀地辐射出速率均为
的某种带正电粒子,粒子质量
,电荷量
,粒子可以无阻碍地通过边界
进入磁场,不计粒子的重力.求:
(1)粒子进入磁场的速度大小;
(2)粒子在磁场中做圆周运动的半径;
(3)边界FG上有粒子射出磁场的长度.
如图所示,粗糙水平面与半径的光滑圆弧轨道相切于
点.静止于
处
的物体在大小为10
、方向与水平面成37°角的推力
作用下沿水平面运动,到达
点时立刻撤去
,物体沿光滑圆弧向上冲并越过
点,然后返回经过
处的速度
.已知
,
,
,
.不计空气阻力.求:
(1)物体到达点时对轨道的压力;
(2)物体与水平面间的动摩擦因数.
如图所示,绝缘光滑水平面上放置有不带电的质量为mA=2kg的滑块A和质量为mB=1kg,带电荷量q=+5C的滑块B。A、B之间夹有一压缩的绝缘弹簧(与A、B不连接),弹簧储存的弹性势能为Ep=12J。水平面与传送带最左端M相切,传送带的长度L=2m,M点的右边存在水平向右的场强为E=2V/m的匀强电场,滑块B与传送带的动摩擦因数μ=0.2。现在自由释放A、B,B滑上传送带之前已经与弹簧脱离,(g="10" m/s2),求:
(1)滑块A、B脱离弹簧时A、B的速度大小;
(2)若传送带顺时针转动,试讨论滑块B运动到传送带N端的动能Ek与传送带的速度v的关系。
如图(甲)所示,某粒子源向外放射出一个α粒子,粒子速度方向与水平成30°角,质量为m,电荷量为+q。现让其从粒子源射出后沿半径方向射入一个磁感应强度为B、区域为圆形的匀强磁场(区域Ⅰ)。经该磁场偏转后,它恰好能够沿y轴进入下方的平行板电容器,并运动至N板且恰好不会从N板的小孔P射出电容器。已知平行板电容器与一边长为L的正方形单匝导线框相连,其内有垂直框面的磁场(区域Ⅱ),磁场变化如图(乙)所示。不计粒子重力,求:
(1)磁场区域Ⅱ磁场的方向及α粒子射出粒子源的速度大小;
(2)圆形磁场区域的半径;
(3)α粒子在磁场中运动的总时间。
如图,两根长均为2L的圆柱形绝缘细管,用很短的一段内壁光滑的弯管平滑连接成管道ABC,管道固定于竖直平面内,其中 AC沿水平方向,。一柔软匀质绝缘细绳置于管道AB内,细绳的右端刚好绕过管道B处连接一小球(直径略小于管道内径),系统处于静止状态。已知绳和小球的质量均为m、与细管的动摩擦因数均
;细绳长L,小球带电量为+q,整个系统置于竖直向下、场强
的匀强电场中,重力加速度为g。现对小球施加一沿BC管道向下的拉力。
(1)当小球滑动时,拉力大小为F,求此时小球的加速度大小a;
(2)求小球从开始运动到下滑过程,系统改变的势能△E;
(3)拉力至少需对小球做多少功,才能使整条细绳离开管口C?