⑶试求带电粒子射出电场时的最大速度。
19、如图所示,两平行金属板间接有图(乙)所示的随时间t变化的电压u,板长l=0.4m,板间距离d=0.2m。在金属板右侧有一边界为MN的匀强磁场,磁感应强度B=5×10-3T,方向垂直纸面向里。现有带电粒子以速度v0=105m/s沿两板中线OO’方向平行金属板射入电场中,磁场边界MN与中线OO’垂直,已知带电粒子的比荷q/m=108c/kg。粒子的重力可忽略不计。在每个粒子通过电场区域的极短时间内,电场可视作是恒定不变的。
⑴t=0时刻射入的带电粒子沿直线射入磁场,求在磁场中运动的入射点和出射点间的距离。
⑵证明射出电场的任何一个带电粒子,进入磁场的入射点和出射点间的距离为定值。
18.如图所示,在方向竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场中,有两条足够长的平行金属导轨,其电阻不计,间距为L,导轨平面与磁场方向垂直.ab、cd为两根垂直导轨放置、电阻均为R、质量均为m的金属棒. 棒cd与导轨间的最大静摩擦力为f,且用能承受最大拉力为T0的水平细线拉住,棒ab与导轨间的摩擦不计,在水平拉力F的作用下以加速度a由静止开始向右做匀加速直线运动,ab运动前,细线处于自然伸直状态,拉力为零.求:
(1)线断以前水平拉力F随时间t的变化规律;
(2)从ab开始运动至细线被拉断前瞬间通过导体棒ab横截面的电量.
16.(14分)U形金属导轨abcd原静止放在光滑绝缘的水平桌面上,范围足够大、方向竖直向上的匀强磁场穿过导轨平面,一根与bc等长的金属棒PQ与bc平行放在导轨上,棒左边靠着绝缘的固定竖直立柱e、f。已知磁感强度B=0.8T;导轨质量M=2kg,其中bc段长0.5m、电阻r=0.4Ω,其余部分电阻不计;金属棒PQ质量m=0.6kg、电阻R=0.2Ω、与导轨间的摩擦因数μ=0.2。若向导轨施加方向向左、大小为F= 2N的水平拉力,如图所示.求:导轨的最大加速度、最大电流和最大速度.(设导轨足够长,g取10m /s2 )
乙同学:B是轨道的最低点,小球过B点时速度最大,小球在B点受到轨道的支持力为FN =2mg,由牛顿第二定律有FN-mg=m,解得球在滑动过程中的最大速度为v=.
请分别指出甲、乙同学的分析是否正确,若有错,将最主要的错误指出来,解出正确的答案,并说明电场的方向.
程机械能守恒,mgR=mv2,解得小球在滑动过程中的最大速度为v=