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在水平地面上方的足夠大的真空室內(nèi)存在著勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)共存的區(qū)域,且電場(chǎng)與磁場(chǎng)的方向始終平行,在距離水平地面的某一高度處,有一個(gè)帶電量為q、質(zhì)量為m的帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn),以垂直于電場(chǎng)方向的水平初速度v0進(jìn)入該真空室內(nèi),取重力加速度為g。求:
(1)若要使帶電質(zhì)點(diǎn)進(jìn)入真空室后做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng),求磁感應(yīng)強(qiáng)度B0的大小及所有可能的方向;
(2)當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小變?yōu)锽時(shí),為保證帶電質(zhì)點(diǎn)進(jìn)入真空室后做勻速直線運(yùn)動(dòng),求此時(shí)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小和方向應(yīng)滿足的條件;
(3)若帶電質(zhì)點(diǎn)在滿足第(2)問條件下運(yùn)動(dòng)到空中某一位置M點(diǎn)時(shí)立即撤去磁場(chǎng),此后運(yùn)動(dòng)到空中另一位置N點(diǎn)時(shí)的速度大小為v,求M、N兩點(diǎn)間的豎直高度H及經(jīng)過N點(diǎn)時(shí)重力做功的功率。
水平放置的光滑導(dǎo)軌MM‵和NN‵間接有電阻R,導(dǎo)軌左右區(qū)域分別處于不同方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向如圖所示,磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B1和B2,虛線為兩區(qū)域的分界線,一根金屬棒ab放在導(dǎo)軌上且與其垂直,金屬棒與導(dǎo)軌電阻均不計(jì),金屬棒在水平向右的恒力F作用下,經(jīng)過左、右兩區(qū)域,已知金屬棒在左面區(qū)域中恰好做速度為v的勻速運(yùn)動(dòng),則金屬棒進(jìn)入右面區(qū)域中,下列說法正確的是
A.若B2= B1,金屬棒所受磁場(chǎng)力方向改變,金屬棒不再做勻速運(yùn)動(dòng)
B.若B2= B1,金屬棒所受磁場(chǎng)力方向不變,金屬棒仍做勻速運(yùn)動(dòng)
C.若B2<B1,金屬棒先做加速運(yùn)動(dòng),然后以大于v的速度做勻速運(yùn)動(dòng)
D.若B2>B1,恒力F對(duì)金屬棒做功的功率將先變小后不變
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