如图所示,水平方向的匀强电场的场强为E,场区宽度为L,紧挨着电场的是垂直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,三个场的竖直方向均足够长。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,经电场加速后进人磁场,穿过中间磁场所用的时间t0=
,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t;
(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。
氢原子的能级如图所示,有一群处于n=4能级的氢原子。如果原子n=2向n=1跃迁所释放光子的能量正好等于某种金属材料的逸出功,则:
(1)、这群氢原子发出的光谱中共有几条谱线能使该金属产生光电效应?分别是从哪个能级跃迁到哪个能级?
(2)、从能级n=4向n=1发出的光照射该金属材料,所产生的光电子的最大初动能为多少?
一小型水电站,其交流发电机的输出功率为1000kW,输出电压为1000V,在输电过程中,要求输电线能量损耗不大于4%,已知输电线电阻为16,用户降压变压器的输出电压为240V,求送电线路中,升压变压器与降压变压器的变压比各多大?(升降压变压器均为理想变压器)
分如图所示,水平放置足够长的电阻不计的粗糙平行金属导轨、
相距为
,三根质量均为
的导体棒
、
、
相距一定距离垂直放在导轨上且与导轨间动摩擦因数均为
,导体棒
、
的电阻均为
,导体棒
的电阻为
。有磁感应强度为
的范围足够大的匀强磁场垂直于导轨平面方向向上。现用一平行于导轨水平向右的足够大的拉力F作用在导体棒
上,使之由静止开始向右做加速运动,导体棒始终与导轨垂直且接触良好,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,忽略导体棒间的相互作用,求:
(1)当导体棒刚开始运动时,导体棒
的速度大小;
(2)当导体棒刚开始运动时撤去拉力F,撤力后电路中产生焦耳热为
,撤去拉力F后导体棒
在导轨上滑行的距离
如图所示,在距水平地面高的水平桌面一端的边缘放置一个质量
的木块
,桌面的另一端有一块质量
的木块
以初速度
开始向着木块
滑动,经过时间
与
发生碰撞,碰后两木块都落到地面上。木块
离开桌面后落到地面上的
点。设两木块均可以看作质点,它们的碰撞时间极短,且已知
点距桌面边缘的水平距离
,木块A与桌面间的动摩擦因数
,重力加速度取
。求:
(1)两木块碰撞前瞬间,木块的速度大小;
(2)木块离开桌面时的速度大小;
(3)碰撞过程中损失的机械能。
如图所示,在坐标系坐标原点O处有一点状的放射源,它向
平面内的
轴上方各个方向发射
粒子,
粒子的速度大小均为
,在
的区域内分布有指向
轴正方向的匀强电场,场强大小为
,其中
与
分别为
粒子的电量和质量;在
的区域内分布有垂直于
平面向里的匀强磁场,
为电场和磁场的边界.
为一块很大的平面感光板垂直于
平面且平行于
轴,放置于
处,如图所示.观察发现此时恰好无粒子打到
板上.(不考虑
粒子的重力及粒子间的相互作用),求:
(1)粒子通过电场和磁场边界
时的速度大小及距y轴的最大距离;
(2)磁感应强度的大小;
(3)将板至少向下平移多大距离才能使所有的粒子均能打到板上?此时ab板上被
粒子打中的区域的长度.