如图所示,水平方向的匀强电场的场强为E,场区宽度为L,竖直方向足够长.紧挨着电场的是垂直于纸面向外的两个匀强磁场区域,其磁感应强度分别为B和2B.一个质量为m,电量为q的带正电粒子,其重力不计,从电场的边界MN上的a点由静止释放,经电场加速后进入磁场,经过时间tB=穿过中间磁场,进入右边磁场后能按某一路径再返回到电场的边界MN上的某一点b,途中虚线为场区的分界面.求:
(1)中间场区的宽度d;
(2)粒子从a点到b点所经历的时间tab;
(3)当粒子第n次返回电场的MN边界时与出发点之间的距离sn.
(1)回路中感应电流的大小是多少?方向如何?
(2)cd杆运动的加速度大小;
(3)当cd杆与ab杆间距由0.5m变化到4.5rn时,力F2对ab杆做的功.
⑴当P进入“相互作用区域”时,若P受到一个方向向上的恒力的作用,而Q不受影响。设P、Q间的滑动摩擦力
,问要使环 P不从杆Q上滑落,杆Q至少要长?
⑵若“相互作用区域”和杆Q都足够长,当P进入“相互作用区域”时, P既受到一个方向向下的恒力作用,同时也受到一个水平力
(其中
,
是P的速即时速度)作用,设P和Q间的动摩擦因数μ=0.5,已知P从进入“相互作用区域”开始,经过
的时间刚好达到最大速度,求其最大速度和此时Q的速度各是多大?(假设杆Q在下落过程始终保持竖直,不计空气阻力,
)
(2)风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积。设空气密度为p,气流速度为v,风轮机叶片长度为r。求单位时间内流向风轮机的最大风能Pm;
在风速和叶片数确定的情况下,要提高风轮机单位时间接受的风能,简述可采取的措施。
(3)已知风力发电机的输出电功率P与Pm成正比。某风力发电机的风速v19m/s时能够输出电功率P1=540kW。我国某地区风速不低于v2=6m/s的时间每年约为5000小时,试估算这台风力发电机在该地区的最小年发电量是多少千瓦时。
(1)所加交流电频率应是多大?
(2)离子离开加速器时动能多大?
(3)若两D型盒间距为d,两者间电场为匀强电场,假设粒子在电场中加速的时间不忽略,但又不影响高频电源与粒子偏转间的同步关系,求某个粒子从加速开始到从D形盒中出来,所需的总时间?