如图22所示,两个共轴的圆筒形金属电极,外电极接地,其上均匀分布着平行于轴线的四条狭缝a、b、c和d,外筒的外半径为r,在圆筒之外的足够大区域中有平行于轴线方向的均匀磁场,磁感强度的大小为B。在两极间加上电压,使两圆筒之间的区域内有沿半径向外的电场。一质量为m、带电量为+q的粒子,从紧靠内筒且正对狭缝a的S点出发,初速为零。如果该粒子经过一段时间的运动之后恰好又回到出发点S,则两电极之间的电压U应是多少?(不计重力,整个装置在真空中)
如图所示,一个质量为m、带电量为+q的小球,以初速度v0自h高度处水平抛出。不计空气阻力。重力加速度为g。
(1)若在空间竖直方向加一个匀强电场,发现小球水平抛出后做匀速直线运动,求该匀强电场的场强E的大小;
(2)若在空间再加一个垂直纸面向外的匀强磁场,小球水平抛出后恰沿圆弧轨迹运动,落地点P到抛出点的距离为,求该磁场磁感应强度B的大小。
如图所示,有一区域足够大的匀强磁场,磁感应强度为B,磁场方向与水平放置的导轨垂直。导轨宽度为L,右端接有电阻R。MN是一根质量为m的金属棒,金属棒与导轨垂直放置,且接触良好,金属棒与导轨电阻均不计。金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ,现给金属棒一水平初速度v0,使它沿导轨向左运动。已知金属棒停止运动时位移为s。求:
(1)金属棒速度为v时的加速度为多大?
(2)金属棒运动过程中通过电阻R的电量q;
(3)金属棒运动过程中回路产生的焦耳热Q。
一架军用直升机悬停在距离地面64 m的高处,将一箱军用物资由静止开始投下,如果不打开物资上的自动减速伞,物资经4s落地。为了防止物资与地面的剧烈撞击,须在物资距离地面一定高度时将物资上携带的自动减速伞打开。已知物资接触地面的安全限速为2m/s,减速伞打开后物资所受空气阻力是打开前的18倍。减速伞打开前后空气阻力均认为大小不变,忽略减速伞打开的时间,取g="10" m/s2。求
(1)减速伞打开时离地面的高度至少为多少?
(2)物资运动的时间至少为多少?
如图所示,有一长为L的细线,细线的一端固定在O点,另一端拴一质量为m的小球,现使小球恰好能在竖直面内做完整的圆周运动。已知水平地面上的C点位于O点正下方,且到O点的距离为1.9L。不计空气阻力。求:
(1)小球通过最高点A时的速度vA;
(2)小球通过最低点B时,细线对小球的拉力T;
(3)若小球运动到最低点B时细线恰好断裂,小球落地点到C点的距离。
如图所示,粗细均匀一端封闭、一端开口的细玻璃管总长为100cm,中央折成直角,使它一半水平,一半竖直,外界大气压为=76cmHg不变,管内有30cm长的水银柱将一部分空气封闭于封闭端,当管内空气为-17℃时,空气柱长40cm.
(1)当管内气体温度上升到30℃时,管内空气柱有多长?
(2)要将管内水银全部排空,管内气温至少应大于多少摄氏度?(假设温度上升是缓慢的)