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如图14所示,在y>0的空间中,存在沿-y方向的匀强电场;在y<0的空间中,存在垂直纸面向外的匀强磁场.一电荷量为q、质量为m的带正电的运动粒子,经过y轴上h处的点P1时速率为v0,方向沿x轴正方向;然后,经过x轴上x=2h处的P2点进入磁场,并经过y轴上y=-2h处的P3点,不计重力.求:
(1)电场强度的大小;
(2)粒子到达P2时速度的大小和方向;
(3)磁感应强度的大小.
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如图2所示,在原子反应堆中抽动液态金属或在医疗器械中抽动血液等导电液体时,常使用电磁泵.某种电磁泵的结构如图2所示,把装有液态钠的矩形截面导管(导管是环形的,图中只画出了一部分)水平放置于匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B,方向与导管垂直,让电流I按图示方向横穿过液态钠且电流方向与B垂直.设导管截面高为a,宽为b,导管有长为L的一部分置于磁场中,由于磁场对液态钠的作用力使液态钠获得驱动力而不断沿管子向前推进.整个系统是完全密封的,只有金属钠本身在其中流动,其余的部件都是固定不动的.
(1)在图上标出液态钠受磁场驱动力的方向;
(2)假定在液态钠不流动的条件下,求导管横截面上由磁场驱动力所形成的附加压强p与上述各量的关系式;
(3)设液态钠中每个自由电荷所带电荷量为q,单位体积内参与导电的自由电荷数为n,求在横穿液态钠的电流I的方向上参与导电的自由电荷定向移动的平均速率 .
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如图B-4所示,用一根长为L,质量不计的细杆与一个上弧长为l0,下弧长为d0的金属线框的中点连接并悬挂于O点,悬点正下方存在一个上弧长为2l0、下弧长为2d0的方向垂直纸面向里的匀强磁场,且d0<<L.先将线框拉开到如图B-4所示位置,松手后让线框进入磁场,忽略空气阻力.下列说法正确的是( )
A.金属线框进入磁场时,感应电流的方向为a→b→c→d→a
B.金属线框离开磁场时,感应电流的方向为a→b→c→d→a
C.金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等
D.金属线框最终将在磁场内做简谐运动
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如图B-5所示,粗细均匀、电阻为r的金属圆环,放在垂直环面的匀强磁场中,磁感应强度为B,圆环直径为L.长为L′(L′>L)、电阻为r/2的金属棒ab放在圆环上,始终与圆环保持良好接触以速度v向左运动.当ab经过环心位置时,ab两端电势差大小为________,a、b中电势较高的一端是________.
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