如图所示,相距2L的AB、CD两直线间的区域存在着两个方向相反的有界匀强电场,其中PT上方的电场E1竖直向下,下方的电场E0竖直向上,PQ上连续分布着电量为+q、质量为m的粒子,依次以相同的初速度v0垂直射入E0中,PQ=L。若从Q点射入的粒子恰从M点水平射出,其轨迹如图,MT=。不计粒子的重力及它们间的相互作用。试求:
(1)E0与E1的大小;
(2)若从M点射出的粒子恰从中点S孔垂直射入边长为a的正方形容器中,容器中存在如图所示的匀强磁场,已知粒子运动的半径小于a。欲使粒子与器壁多次垂直碰撞后仍能从S孔射出(粒子与绝缘壁碰撞时无能量和电量损失),求磁感应强度B应满足的条件?
(3)在PQ间还有许多水平射入电场的粒子通过电场后也能从CD边水平射出,这些入射点到P点的距离应满足的条件?
如图所示的坐标系,x轴沿水平方向,y轴沿竖直方向。在x轴上方空间的第二象限内,有一个竖直向下的匀强电场,在第三象限,存在沿y轴正方向的匀强电场和垂直xy平面(纸面)向里的匀强磁场。在第一、第四象限,存在着与x轴正方向夹角为30°的匀强电场,四个象限的电场强度大小均相等。一质量为m、电量为+q的带电质点,从y轴上y=h处的p点以一定的水平初速度沿x轴负方向进入第二象限。然后经过x轴上x=-2h处的p点进入第三象限,带电质点恰好能做匀速圆周运动。之后经过y轴上y=-2h处的p点进入第四象限。已知重力加速度为g。求:
(1)粒子到达p点时速度的大小和方向;
(2)电场强度和磁感应强度的大小;
(3)当带电质点在进入第四象限后,离x轴最近时距原点O的距离。
A、B为两个完全一样的面积足够大的金属薄板,其中A板上有一小孔。现让A、B两板水平正对放置,两板间距离为d,且使A、B两板与电源两极保持相连。让质量为m、带电荷量为-q的小球从A孔正上方与A相距为d的O处由静止释放,小球刚好不能与B 板接触。若保持A板不动,将B板向上移动,使A、B间距离为0.5d,仍让小球从O处由静止释放,求小球从O下落的最大距离。(设重力加速度为g,不计空气阻力)
如图所示,y轴上A点距坐标原点的距离为L,坐标平面内有边界过A点和坐标原点O的圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直坐标平面向里。有一电子(质量为m、电荷量为e)从A点以初速度v0沿着x轴正方向射入磁场区域,并从x轴上的B点射出磁场区域,此时速度方向与x轴正方向之间的夹角为60°。求:
(1)磁场的磁感应强度大小;(2)电子在磁场中运动的时间。
光滑的金属导轨相互平行,它们在平面与水平面夹角为45°,磁感应强度为B=0.5T的匀强磁场竖直向上穿过导轨,此时导轨上放一重0.1N电阻Rab=0.2Ω的金属棒,导轨间距L=0.4m,,导轨中所接电源的电动势为6V,内阻0.5Ω,其它的电阻不计,则欲使金属棒在导轨上保持静止,电阻R应为多大?
如图所示,方形木箱质量为M,其内用两轻绳将一质量m=1.0kg的小球悬挂于P、Q两点,两细绳与水平的车顶面的夹角分别为60°和30°。水平传送带AB长l=30m,以v=15m/s的速度顺时针转动,木箱与传送带间动摩擦因数µ=0.75,(g=10m/s2)求:
(1)设木箱为质点,且木箱由静止放到传送带上,那么经过多长时间木箱能够从A运动到传送带的另一端B处;
(2)木箱放到传送带上A点后,在木箱加速的过程中,绳P和绳Q的张力大小分别为多少?