在竖直平面内建立一平面直角坐标系xoy,x轴沿水平方向,如图甲所示.第一象限内有竖直向上的匀强电场,第二象限内有一水平向右的匀强电场.某种发射装置(未画出)竖直向上发射出一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子(可视为质点),该粒子以v0的初速度从x轴上的A点进入第二象限,并从y轴上的C点沿水平方向进入第一象限后能够沿水平方向运动到D点.已知OA、OC距离相等,CD的距离为OC,E点在D点正下方,位于x轴上,重力加速度为g.则:
(1)求粒子在C点的速度大小以及OC之间的距离;
(2)若第一象限同时存在按如图乙所示规律变化的磁场,磁场方向垂直纸面,(以垂直纸面向外的磁场方向为正方向,图中B0,T0均为未知量),并且在t=时刻粒子由C点进入第一象限,且恰好也能通过同一水平线上的D点,速度方向仍然水平.若粒子在第一象限中运动的周期与磁场变化周期相同,求交变磁场变化的周期;
(3)若第一象限仍同时存在按如图乙所示规律变化的磁场(以垂直纸面向外的磁场方向为正方向,图中B0,T0均为未知量),调整图乙中磁场变化的周期,让粒子在t=0时刻由C点进入第一象限,且恰能通过E点,求交变磁场的磁感应强度B0应满足的条件.
半径为
,均匀带正电荷的球体在空间产生球对称的电场;场强火小沿半径分布如图所示,图中
已知,
曲线下
部分的面积等于
部分的面积。
(1)写出
曲线下面积的单位;
(2)己知带电球在
处的场强
,式中k为静电力常量,该均匀带电球所带的电荷量
为多大?
(3)求球心与球表面间的电势差
;
(4)质量为
,电荷量为
的负电荷在球面处需具有多大的速度可以刚好运动到
处?
如图,质量为
、长为
、高为h的矩形滑块置于水平地面上,滑块与地面间动摩擦因数为
;滑块上表面光滑,其右端放置一个质量为
的小球。用水平外力击打滑块左端,使其在极短时间内获得向右的速度
,经过一段时间后小球落地。求小球落地时距滑块左端的水平距离。
如图,柱形容器内用不漏气的轻质绝热活塞封闭一定量的理想气体,容器外包裹保温材料。开始时活塞至容器底部的高度为
,容器内气体温度与外界温度相等。在活塞上逐步加上多个砝码后,活塞下降到距容器底部
处,气体温度升高了
;然后取走容器外的保温材料,活塞位置继续下降,最后静止于距容器底部
处:已知大气压强为
。求:气体最后的压强与温度。
在科学研究中,可以通过施加适当的电场和磁场来实现对带电粒子运动的控制。如图所示的xOy平面处于匀强电场和匀强磁场中,电场强度
和磁感应强度
随时间
做周期性变化的图象如图所示。x 轴正方向为
的正方向,垂直纸面向里为
的正方向。在坐标原点
有一粒子
,其质量和电荷量分别为
和
.不计重力。在
时刻释放
,它恰能沿一定轨道做往复运动。
(1)求
在磁场中运动时速度的大小
;
(2)求
应满足的关系;
(3)在
(0<
<
)时刻释放
,求
速度为零时的坐标。
如图所示,匀强磁场中有一矩形闭合线圈
,线圈平面与磁场垂直。已知线圈的匝数
,边长
、
,电阻
。磁感应强度
在
内从零均匀变化到
。在
内从
均匀变化到
,取垂直纸面向里为磁场的正方向。求:
(1) 时线圈内感应电动势的大小 和感应电流的方向;
(2)在 内通过线圈的电荷量 ;
(3)在 内线圈产生的焦耳热 。