如图11-5-3所示,在质量为M的细玻璃管中盛有少量乙醚液体,用质量为m的软木塞将管口封闭,加热玻璃管使软木塞在乙醚蒸气的压力下水平飞出.玻璃管悬于长为l的轻杆上,细杆可绕上端O轴无摩擦转动.欲使玻璃管在竖直平面内做圆周运动,在忽略热量损失的条件下,乙醚最少要消耗多少内能?
图11-5-3
如图15-5-25所示,一半径为R的绝缘圆筒中有沿轴线方向的匀强磁场,磁感应强度为B,一质量为m、带电荷量为q的正粒子(不计重力)以速度为v从筒壁的A孔沿半径方向进入筒内,设粒子和筒壁的碰撞无电荷量和能量的损失,那么要使粒子与筒壁连续碰撞,绕筒壁一周时恰好又从A孔射出,问:
图15-5-25
(1)磁感应强度B的大小必须满足什么条件?
(2)粒子在筒中运动的时间为多少?
如图15-5-19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的四条狭缝a、b、c和d,外筒的外半径为r0,在圆筒之外的足够大的区域中有平行于轴线方向的均匀磁场,磁感应强度的大小为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、带电荷量为+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)
图15-5-19
在以坐标原点O为圆心、半径为r的圆形区域内,存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,如图15-5-5所示.一个不计重力的带电粒子从磁场边界与x轴的交点A处以速率v沿-x方向射入磁场,它恰好从磁场边界与y轴的交点C处沿+y方向飞出.
图15-5-5
(1)请判断该粒子带何种电荷,并求出其比荷;
(2)若磁场的方向和所在空间范围不变,而磁感应强度的大小变为B′,该粒子仍从A处以相同的速度射入磁场,但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60°角,求磁感应强度B′多大?此次粒子在磁场中运动所用时间t是多少?
设在地面上方的真空室内存在匀强电场和匀强磁场,已知电场强度和磁感应强度的方向是相同的.电场强度的大小为E=4.0 V/m,磁感应强度的大小为B=0.15 T.今有一带负电的质点,以v=20 m/S的速度在此区域内沿垂直场强的方向做匀速直线运动.求此带电质点的电量与质量之比q/m以及磁场的所有可能方向.(角度可用反三角函数表示)
如图15-5-8所示,带负电的粒子垂直磁场方向进入圆形匀强磁场区域,出磁场时速度偏离原方向60°角.已知带电粒子质量m=3×10-20kg,电荷量q=10-13C,速度v0=105m/S,磁场区域的半径R=×10-1m,不计重力.求磁场的磁感应强度.
图15-5-8 图15-5-9