如图所示,在平面直角坐标系xOy中,第Ⅰ象限内有沿y轴负向的匀强电场,电场强度的大小为E,第Ⅳ象限内有垂直纸面向外的匀强电场。在y轴上的P点沿x轴正向发射质量为m、电荷量为q的带正电粒子,粒子从x轴上Q点射入磁场。已知Q点坐标为(L,0),不计粒子的重力及相互作用。
(1)若粒子在Q点的速度方向与x轴成30°角,求P点的坐标及粒子在Q点的速度大小;
(2)若从y轴的正半轴上各点处均向x轴正向发射与(1)中相同的粒子,结果这些粒子均能从x轴上的Q点进入磁场,并且到Q点速度最小的粒子A,经磁场偏转后,恰好垂直y轴射出磁场,求匀强磁场的磁感应强度大小及粒子A在磁场中运动时间。
如图所示,N=50匝的矩形线圈abcd,边长ab=20 cm,ad=25 cm,放在磁感应强度B=0.4 T的匀强磁场中,外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO′轴以n=3000 r/min的转速匀速转动,线圈电阻r=1 Ω,外电路电阻R=9 Ω,t=0时,线圈平面与磁感线平行,ab边正转出纸外、cd边转入纸里.
(1)在图中标出t=0时感应电流的方向;
(2)写出线圈感应电动势的瞬时表达式;
(3)从图示位置转过90°过程中流过电阻R的电荷量是多大?
如图所示,光滑且足够长的平行金属导轨MN和PQ固定在同一水平面上,两导轨间距
,电阻
,导轨上静止放置一质量
、电阻
的金属杆,导轨电阻忽略不计,整个装置处在磁感应强度
的匀强磁场中,磁场的方向竖直向下,现用一外力
沿水平方向拉杆,使之由静止起做匀加速运动并开始计时,若5s末杆的速度为2.5m/s,求:
(1)5s末时电阻
上消耗的电功率;
(2)5s末时外力
的功率.
(3)若杆最终以8m/s的速度作匀速运动,此时闭合电键S,
射线源Q释放的
粒子经加速电场C加速后从
孔对着圆心
进入半径
的固定圆筒中(筒壁上的小孔
只能容一个粒子通过),圆筒内有垂直水平面向下的磁感应强度为
的匀强磁场。
粒子每次与筒壁发生碰撞均无电荷迁移,也无机械能损失,粒子与圆筒壁碰撞5次后恰又从
孔背离圆心射出,忽略
粒子进入加速电场的初速度,若
粒子质量
,电量
,则磁感应强度
多大?若不计碰撞时间,粒子在圆筒内运动的总时间多大?
如图所示,相距为d的两条水平虚线L1、L2之间是方向水平向里的匀强磁场,磁感应强度为B,正方形线圈abcd边长为L(L<d),电阻为R,将线圈在磁场上方h高处由静止释放,当cd边进入磁场时恰能做匀速直线运动,则
(1):线框的质量是多少?
(2)从CD边开始进入磁场到线框完全进入到磁场的过程中,线框中产生的热量是多少?
如图所示,在X轴上方有匀强磁场B,一个质量为
,带电荷量为
的粒子,以速度
从O点射入磁场,角
已知,粒子重力不计,求:
(1)粒子在磁场中运动的时间;
(2)粒子离开磁场的位置与O点间的距离。
在平直公路上,以速度v0 ="12" m/s匀速前进的汽车,遇紧急情况刹车后,轮胎停止转动在地面上滑行,经过时间t=1.5s汽车停止,当地的重力加速度g取10 m/s2.求:
(1)刹车时汽车加速度a的大小;
(2)刹车时汽车轮胎与地面间的动摩擦因数μ.