如图所示,三条水平直线CD、MN和PQ在同一竖直面内,CD、MN间距为d,MN和PQ间距为2d、O为CD上一点,OO′垂直于三条水平线。CD、MN之间存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B;OO′左侧与MN、PQ之间存在与MN成45°的匀强电场。一质量为m、电量为+q的粒子从O点沿OO′方向射入磁场,从直线MN上射出磁场的点到OO′的距离为,经一段时间后粒子垂直PQ离开电场区域。不计粒子重力,求:
(1)粒子射入磁场的速度;
(2)匀强电场的电场强度;
(3)若在直线PQ下方还存在垂直于纸面磁感应强度为B0的扇形匀强磁场区域,能使粒子恰好回到原出发点O,且速度方向垂直于CD。求与磁感应强度B对应的最小扇形磁场面积。
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如图所示,三条水平直线CD、MN和PQ在同一竖直面内,CD、MN间距为d,MN和PQ间距为2d、O为CD上一点,OO′垂直于三条水平线。CD、MN之间存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B;OO′左侧与MN、PQ之间存在与MN成45°的匀强电场。一质量为m、电量为+q的粒子从O点沿OO′方向射入磁场,从直线MN上射出磁场的点到OO′的距离为,经一段时间后粒子垂直PQ离开电场区域。不计粒子重力,求:
(1)粒子射入磁场的速度;
(2)匀强电场的电场强度;
(3)若在直线PQ下方还存在垂直于纸面磁感应强度为B0的扇形匀强磁场区域,能使粒子恰好回到原出发点O,且速度方向垂直于CD。求与磁感应强度B对应的最小扇形磁场面积。
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如图所示,在同一水平面内的光滑平行金属导轨MN、M'N'与均处于竖直面内的半圆形光滑金属轨道NP、N'P'平滑连接,半圆轨道半径均为r=0.5m,导轨间距L=1m,水平导轨左端MM'接有R=2Ω的定值电阻,水平轨道的ANN'A'区域内有竖直向下的匀强磁场,磁场区域宽度d=1m。一质量为m=0.2kg、电阻为R0=0.5Ω、长度为L=1m的导体棒ab放置在水平导轨上距磁场左边界s处,在与导体棒垂直、大小为2N的水平恒力F的作用下从静止开始运动,导体棒运动过程中始终与导轨垂直并与导轨接触良好,导体棒进入磁场后做匀速运动,当导体棒运动至NN'时撤去F,结果导体棒ab恰好能运动到半圆形轨道的最高点PP'。已知重力加速度g取10m/s2,导轨电阻忽略不计。
(1)求匀强磁场的磁感应强度B的大小及s的大小;
(2)若导体棒运动到AA'时撤去拉力,试判断导体棒能不能运动到半圆轨道上。如果不能,说明理由;如果能,试再判断导体棒沿半圆轨道运动时会不会脱离轨道。
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如图所示,直径分别为D和2D的同心圆处于同一竖直面内,O为圆心,GH为大圆的水平直径.两圆之间的环形区域(Ⅰ区)和小圆内部(Ⅱ区)均存在垂直圆面向里的匀强磁场.间距为d的两平行金属极板间有一匀强电场,上级板开有一小孔.一质量为m,电量为+q的粒子由小孔下方处静止释放,加速后粒子以竖直向上的速度v射出电场,由H点紧靠大圆内侧射入磁场.不计粒子的重力.
(1)求极板间电场强度的大小;
(2)若粒子运动轨迹与小圆相切,求Ⅰ区磁感应强度的大小;
(3)若Ⅰ区、Ⅱ区磁感应强度的大小分别为、,粒子运动一段时间后再次经过H点,求这段时间粒子运动的路程.
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如图所示,绝缘轨道MNPQ位于同一竖直面内,其中MN段是长度为L的水平轨道,PQ段为足够长的光滑竖直轨道,NP段为光滑的四分之一圆弧,圆心为O,直线NN′右侧有方向水平向左的电场(图中未画出),电场强度E=,在包含圆弧轨道NP的ONO′P区域内有方向垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场(边界处无磁场).轨道MN最左端M点处静止一质量为m、电荷量为q的带负电的物块A,一质量为3m为物块C从左侧的光滑轨道上以速度v0撞向物块A.A、C之间只发生一次弹性碰撞,且最终刚好挨在一起停在轨道MN上,A、C均可视为质点,且与轨道MN的动摩擦因数相同,重力加速度为g.A在运动过程中所带电荷量保持不变且始终没有脱离轨道.A第一次到达N点时,对轨道的压力为2mg.求:
(1)碰撞后A、C的速度大小;
(2)A、C与水平轨道MN的动摩擦因数μ;
(3)A对轨道NP的最大压力的大小.
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如图,M 为半圆形导线框,圆心为 OM;N 是圆心角为直角的扇形导线框,圆心为 ON;两导线框在同一竖直面(纸面)内;两圆弧半径相等;过直线 OMON 的水平面上方有一匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里。现使线框 M、N 在 t=0 时从图示位置开始,分别绕垂直于纸面、且过 OM 和 ON 的轴,以相同的周期T 逆时针匀速转动,则
A. 两导线框中均会产生正弦交流电
B. M 导线框中感应电流的周期等于 N 导线框中周期的二倍
C. 两导线框产生的感应电动势的最大值相等
D. 两导线框的电阻相等时,两导线框中感应电流的有效值也相等
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如图所示,一倾角为60°的光滑斜面固定于水平地面上,Q为斜面顶点,P为斜面上一点,同一竖直平面内有固定点O,O、P连线垂直于斜面,OP=l,P、Q间距离xPQ=l。长度为l的轻绳一端系于O点,另一端系质量为m的小球A,质量为M=4m的滑块B在一锁定装置作用下静止于斜面上的P点。现将A球拉至与O点等高的水平位置,拉直轻绳,以竖直向下的初速度v0释放,A与B发生碰撞前一瞬间,锁定装置解除,A、B均视为质点,碰撞过程中无能量损失,重力加速度为g。
(1)求小球A通过最低点C点时,绳对小球拉力的大小;
(2)求小球A与滑块B碰撞后瞬间,小球A和滑块B的速度vA和vB
(3)若A、B碰后,滑块B能沿斜面上滑越过Q点,且小球A在运动过程中始终不脱离圆轨道,求初速度v0的取值范围。
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如图所示,一倾角为60°的光滑斜面固定于水平地面上,Q为斜面顶点,P为斜面上一点,同一竖直平面内有固定点O,O、P连线垂直于斜面,OP=l,P、Q间距离xPQ=l。长度为l的轻绳一端系于O点,另一端系质量为m的小球A,质量为M=4m的滑块B在一锁定装置作用下静止于斜面上的P点。现将A球拉至与O点等高的水平位置,拉直轻绳,以竖直向下的初速度v0释放,A与B发生碰撞前一瞬间,锁定装置解除,A、B均视为质点,碰撞过程中无能量损失,重力加速度为g。
(1)求小球A通过最低点C点时,绳对小球拉力的大小;
(2)求小球A与滑块B碰撞后瞬间,小球A和滑块B的速度vA和vB
(3)若A、B碰后,滑块B能沿斜面上滑越过Q点,且小球A在运动过程中始终不脱离圆轨道,求初速度v0的取值范围。
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如图,M为半圆形导线框,圆心为OM;N是圆心角为直角的扇形导线框,圆心为ON;两导线框在同一竖直面(纸面)内;两圆弧半径相等;过直线OMON的水平面上方有一匀强磁场,磁场方向垂直于纸面。现使线框M、N在t=0时从图示位置开始,分别绕垂直于纸面、且过OM和ON的轴,以相同的周日T逆时针匀速转动,则
A.两导线框中均会产生正弦交流电
B.两导线框中感应电流的周期都等于T
C.在时,两导线框中产生的感应电动势相等
D.两导线框的电阻相等时,两导线框中感应电流的有效值也相等
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如图,M为半圆形导线框,圆心为OM;N是圆心角为直角的扇形导线框,圆心为ON;两导线框在同一竖直面(纸面)内;两圆弧半径相等;过直线OMON的水平面上方有一匀强磁场,磁场方向垂直于纸面。现使线框M、N在t = 0时从图示位置开始,分别绕垂直于纸面、且过OM和ON的轴,以相同的周期T逆时针匀速转动,则( )
A. 两导线框中均会产生正弦交流电
B. 两导线框中感应电流的周期都等于T
C. 在 时,两导线框中产生的感应电动势相等
D. 两导线框的电阻相等时,两导线框中感应电流的有效值也相等
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