图为“双聚焦分析器”质谱仪的结构示意图,其中,加速电场的电压为
,静电分析器中与圆心
等距离的各点场强大小相等、方向沿径向,磁分析器中以
为圆心、圆心角为90°的扇形区域内,分布着方向垂直于纸面的匀强磁场,其左边界与静电分析器的右端面平行。由离子源发出的一质量为
、电荷量
为的正离子(初速度为零,重力不计)经加速电场加速后,从
点从垂直于电场方向进入静电分析器,沿半径为
的四分之一圆弧轨迹做匀速圆周运动,从
点射出,接着由
点垂直磁分析器的左边界射入,最后垂直于下边界从
点射出并进入收集器。已知
点与圆心
的距离为
。求:
(1)磁分析器中磁场的磁感应强度
的大小和方向;
(2)静电分析器中离子运动轨迹处电场强度
的大小;
(3)现将离子换成质量为
、电荷量仍为
的另一种正离子,其它条件不变。试分析指出该离子进入磁分析器时的位置,它射出磁场的位置在
点的左侧还是右侧?
从某一高度平抛一物体,当抛出2S后它的速度方向与水平方向成45°角,落地时速度方向与水平方向成60°角。求:
(1)抛出
时的速度;
(2)落地时的速度;
(3)抛出点距地面的高度;
(4
)水平射程。(g取10m/s2)
一条河宽500m,河水的流速是3m/s,一只小艇以5m/s(静水中的速度)的速度行驶,则:
(1)若小艇以最短的时间过河,所用的时间是多少秒?
(2)若小艇要以最短的航程渡河,所需的时间是多少秒?
如图10所示,一质量为0.5kg的小球,用0.4m长的细线拴住在竖直面内作圆周运动,求:
(1)当小球在
圆
上最高点速度为4m/s时,细线的拉力是多少?
(2)当小球在圆下最低点速度为4
m/s时,细线的拉力是多少?(g=10m/s2)
如图所示,在xoy平面内,有以O′(R,0)为圆心,R为半径的圆形磁场区域,磁感应强度大小为B,方向垂直xoy平面向外,在y=R上方有范围足够大的匀强电场,方向水平向右,电场强度大小为E。在坐标原点O处有一放射源,可以在xoy平面内向y轴右侧(x>0)发射出速率相同的电子,已知电子在该磁场中的偏转半径也为R,电子量为e,质量为m。不计重力及阻力的作用。
(1)求电子射入磁场时的速度大小;
(2)速度方向沿x轴正方向射入磁场的电子,求它到达y轴所需要的时间;
(3)求电子能够射到y轴上的范围。
如图所示,半径2R四分之一圆弧与半径为R的光滑半圆在B点相连接,C与A点等高,一个质量为m的小球从A点由静止释放,恰好到达与圆心O等高的D点。求:
(1)摩擦力对小球所做的功是多少?
(2)假设AEB段摩擦力做功不变,小球刚过B点时对轨道的压力是多少?
(3)假设AEB段摩擦力做功不变,在A点给小球不同的速度,它将始终不脱离轨道运动,并能通过C点做平抛运动,当落点E到C点的竖直距离最大时,求A点的速度v0是多少?