如图甲所示,在两平行金属板的中线OO′某处放置一个粒子源,粒子源沿OO′方向连续不断地放出速度v0=1.0×105m/s的带正电的粒子。在直线MN的右侧分布范围足够大的匀强磁场,磁感应强度B=0.01πT,方向垂直纸面向里,MN与中线OO′垂直。两平行金属板的电压U随时间变化的U-t图线如图乙所示。已知带电粒子的荷质比,粒子的重力和粒子之间的作用力均可忽略不计,若t=0.1s时刻粒子源放出的粒子恰能从平行金属板边缘离开电场(设在每个粒子通过电场区域的时间内,可以把板间的电场看作是恒定的)。求:
(1)在t=0.1s时刻粒子源放出的粒子离开电场时的速度大小和方向。
(2)从粒子源放出的粒子在磁场中运动的最短时间和最长时间。
如图,一匀强磁场磁感应强度为B,方向向里,其边界是半径为R的圆。AB为圆的一直径。在A点有一粒子源向圆平面内的各个方向发射质量m、电量+q的粒子,粒子重力不计。(结果保留2位有效数字)
(1)如果有一带电粒子以垂直于磁场的速度,沿半径方向进入圆形区域的磁场中。试证明此粒子一定沿半径方向射出磁场。
(2)如果磁场的边界是弹性边界,粒子沿半径方向射入磁场,粒子的速度大小满足什么条件,可使粒子在磁场中绕行一周回到出发点,并求离子运动的时间。
(3)如果R=3cm、B=0.2T,在A点的粒子源向圆平面内的各个方向发射速度均为106m/s,比荷为108c/kg的粒子.试画出在磁场中运动时间最长的粒子的运动轨迹并求此粒子的运动的时间。
(4)在(3)中,如果粒子的初速度大小均为3×105米/秒,求磁场中有粒子到达的面积.
真空中存在着空间范围足够大的、水平向右的匀强电场。在电场中,若将一个质量为m、带正电的小球由静止释放,运动中小球速度与竖直方向夹角为37°(取sin37°=0.6,cos37°=0.8)。现将该小球从电场中某点以初速度v0竖直向上抛出。求运动过程中(1)小球受到的电场力的大小及方向(2)小球从抛出点至最高点的电势能变化量(3)运动过程中小球的最小动能的大小(4)如果抛出时的动能为4J,则小球落回到同一高度时的动能是多大?
如图,在水平的桌面上有一木板长0.5m,一端与桌边对齐,板的上表面与铁块的摩擦因数0.5,桌面与木板下表面的摩擦因数0.25,桌面和铁块的摩擦因数0.25,木板的质量1kg,在木板的中央放一小铁块,质量0.25kg,用水平力F拉木板。求(1)拉力至少多大,铁块会与木板发生相对运动?(2)拉力至少是多大,铁块不会从桌上落下。
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在研究平抛物体运动的实验中,用一张印有方格的纸记录运动的轨迹,如图,方格的边长L=2.5cm,a、b、c、d是轨迹中的四点,求
(1)平抛运动的初速度
(2)平抛运动抛出点的位置(g=10m/s2)
如图所示,某透明液体深1m,一束与水平面成300角的光线照向该液体,进入该液体的光线与水平面的夹角为450。试求:
①该液体的折射率;
②进入液面的光线经多长时间可以照到底面。