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如图所示,水平地面上有一辆固定有长为L的竖直光滑绝缘管的小车,管的底部有一质量m=0.2 g、电荷量q=8×10-5 C的小球,小球的直径比管的内径略小.在管口所在水平面MN的下方存在着垂直纸面向里、磁感应强度为B1=15 T的匀强磁场,MN面的上方还存在着竖直向上、场强E=25 V/m的匀强电场和垂直纸面向外、磁感应强度B2=5T的匀强磁场.现让小车始终保持v=2 m/s的速度匀速向右运动,以带电小球刚经过场的边界PQ为计时的起点,测得小球对管侧壁的弹力FN随高度h变化的关系如图所示.g取10 m/s2,π取3.14,不计空气阻力.求:
(1)小球刚进入磁场B1时的加速度大小a;
(2)绝缘管的长度L;
(3)小球离开管后再次经过水平面MN时距管口的距离△x.
如图所示平行光滑金属导轨置于匀强磁场中,磁感应强度大小为
B=0.4 T,方向垂直于导轨平面,金属杆始终以恒定速度v沿导轨向左匀速运动.导轨宽度L=1 m,电阻R1=R3=8 Ω,R2=4 Ω,导轨电阻不计.平行板电容器水平放置,板间距离为d=10 mm,内有一质量m=10-14 kg,电荷量q=10-15 C的微粒.在电键S断开时微粒处于静止状态;当S闭合后微粒以加速度a=5 m/s2匀加速下落(g=10 m/s2),求:(1)金属杆的有效电阻和运动时产生的感应电动势多大;
(2)金属杆的运动速度多大;
(3)S闭合后,作用于杆的外界拉力的功率多大.
(08年宜昌一中期末)(14分) 如图所示,PR是一长为L=0.64 m的绝缘平板,固定在水平地面上,挡板R固定在平板的右端。整个空间有一个平行于PR的匀强电场E,在板的右半部分有一垂直于纸面向里的匀强磁场,磁场的宽度d=0.32 m。一个质量m=0.50×10-3kg、带电荷量为q=5.0×10-2C的小物体,从板的P端由静止开始向右做匀加速运动,从D点进入磁场后恰能做匀速直线运动。当物体碰到挡板R后被弹回,若在碰撞瞬间撤去电场(不计撤去电场对原磁场的影响),物体返回时在磁场中仍作匀速运动,离开磁场后做减速运动,停在C点,PC=L/4。若物体与平板间的动摩擦因数μ=0.20,g取10m/s2。
(1)判断电场的方向及物体带正电还是带负电并说明理由;
(2)求磁感应强度B的大小;
(3)求物体与挡板碰撞前的速度大小。