如图所示,A、B两物块用一根轻绳跨过定滑轮相连,不带电的B、C通过一根轻弹簧拴接在一起,且处于静止状态,其中A带负电,电荷量大小为q。质量为2 m的A静止于斜面的光滑部分(斜面倾角为37°,其上部分光滑,下部分粗糙且足够长,粗糙部分的摩擦系数为μ,且μ=tan300,上方有一个平行于斜面向下的匀强电场),通过细绳与B相连接,此时与B相连接的轻弹簧恰好无形变。弹簧劲度系数为k。B、C质量相等,均为m,不计滑轮的质量和摩擦,重力加速度为g。
(1)电场强度E的大小为多少?
(2)现突然将电场的方向改变 180°,A开始运动起来,当C刚好要离开地面时(此时 B还没有运动到滑轮处,A刚要滑上斜面的粗糙部分),B的速度大小为v,求此时弹簧的弹性势能EP。
(3)若(2)问中A刚要滑上斜面的粗糙部分时,绳子断了,电场恰好再次反向,请问A再经多长时间停下来?
如图所示,M、N为两块带等量异种电荷的平行金属板,两板间电压可取从零到某一最大值之间的各种数值.静止的带电粒子带电荷量为+q,质量为m(不计重力),从点P经电场加速后,从小孔Q进入N板右侧的匀强磁场区域,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外,CD为磁场边界上的一绝缘板,它与N板的夹角为θ=45°,孔Q到板的下端C的距离为L,当M、N两板间电压取最大值时,粒子恰垂直打在CD板上,求:
(1)两板间电压的最大值Um;
(2)CD板上可能被粒子打中区域的长度s;
(3)粒子在磁场中运动的最长时间tm.
如图所示的狭长区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,区域的左、右两边界均沿竖直方向,磁场左、右两边界之间的距离L,磁场磁感应强度的大小为B.某种质量为m,电荷量q的带正电粒子从左边界上的P点以水平向右的初速度进入磁场区域,该粒子从磁场的右边界飞出,飞出时速度方向与右边界的夹角为30º。重力的影响忽略不计。
(1)求该粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径;
(2)求该粒子的运动速率;
(3)求该粒子在磁场中运动的时间;
如图所示,在倾角θ=30°的斜面上,固定一金属框,宽l=0.25 m,接入电动势E=12 V、内阻不计的电池.垂直框面放置一根质量m=0.2 kg的金属棒ab,它与框架间的动摩擦因数μ=
,整个装置放在磁感应强度B=0.8 T、垂直框面向上的匀强磁场中。当调节滑动变阻器R的阻值在什么范围内时,可使金属棒静止在框架上?(框架与金属棒的电阻不计,g取10 m/s2)
如图所示,在同一水平面的两导轨相互平行,并处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=2T,一根质量为m=2kg的金属棒垂直导轨方向放置。导轨间距为0.5m,已知金属棒与导轨间的摩擦因数μ="0.05" ,当金属棒中的电流为5A时,金属棒做匀加速直线运动;求金属棒加速度的大小。
如图所示,真空室内存在宽度为d=8cm的匀强磁场区域,磁感应强度B=0.332T,磁场方向垂直于纸面向里;ab、cd足够长,cd为厚度不计的金箔,金箔右侧有一匀强电场区域,电场强度E=3.32×105N/C,方向与金箔成37°角。紧挨边界ab放一点状α粒子放射源S,可沿纸面向各个方向均匀放射初速率均为v=3.2×106m/s的α粒子,已知α粒子的质量m=6.64×10-27kg,电荷量q=3.2×10-19C。求:
⑴α粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径R;
⑵金箔cd被α粒子射中区域的长度L;
⑶设打在金箔上d端离cd中心最远的α粒子沿直线穿出金箔进入电场,在电场中运动通过N点,SN⊥ab且SN=40cm,则此α粒子从金箔上穿出时,损失的动能ΔEk为多少?