如图所示,圆心在原点、半径为R的圆将xOy平面分为两个区域,在圆内区域I(r≤R)和圆外区域II(r >R)分别存在两个匀强磁场,方向均垂直于xOy平面。垂直于xOy平面放置两块平面荧光屏,其中荧光屏甲平行于x轴放置在y=—2.2R的位置,荧光屏乙平行于y轴放置在x=3.5R的位置。现有一束质量为m、电荷量为q(q>0)、动能为E0的粒子从坐标为(—R,0)的A点沿x轴正方向射入区域I,最终打在荧光屏甲上,出现亮点N的坐标为(0.4R,—2.2R)。若撤去圆外磁场,粒子也打在荧光屏甲上,出现亮点M的坐标为(0,—2.2R),此时,若将荧光屏甲沿y轴负方向平移,发现亮点的x轴坐标始终保持不变。不计粒子重力影响。
(1)求在区域I和II中粒子运动速度v1、v2的大小;
(2)求在区域I和II中磁感应强度Bl、B2的大小和方向;
(3)若上述两个磁场保持不变,荧光屏仍在初始位置,但从A点沿x轴正方向射入区域I的粒子束改为质量为m、电荷量为-q、动能为3E0的粒子,求荧光屏上出现亮点的坐标。
如图所示,粗细均匀、导热良好、装有适量水银的U型管竖直放置,右端与大气相通,左端封闭气柱长
(可视为理想气体),两管中水银面等高。先将右端与一低压舱(未画出)接通,稳定后右管水银面高出左管水银面
(环境温度不变,大气压强
)
①求稳定后低压舱内的压强(用" "做单位)
②此过程中左管内的气体对外界(填"做正功""做负功""不做功"),气体将(填"吸热"或放热")。
如图甲所示,相隔一定距离的竖直边界两侧为相同的匀强磁场区,磁场方向垂直纸面向里,在边界上固定两长为L的平行金属极板
和
,两极板中心各有一小孔
、
,两极板间电压的变化规律如图乙所示,正反向电压的大小均为
,周期为
。在
时刻将一个质量为
、电量为
的粒子由
静止释放,粒子在电场力的作用下向右运动,在
时刻通过
垂直于边界进入右侧磁场区。(不计粒子重力,不考虑极板外的电场)
(1)求粒子到达
时的速度大小
和极板距离
(2)为使粒子不与极板相撞,求磁感应强度的大小应满足的条件。
(3)若已保证了粒子未与极板相撞,为使粒子在
时刻再次到达
,且速度恰好为零,求该过程中粒子在磁场内运动的时间和磁感强度的大小
如图所示,一工件置于水平地面上,其
段为一半径
的光滑圆弧轨道,
段为一长度
的粗糙水平轨道,二者相切于
点,整个轨道位于同一竖直平面内,
点为圆弧轨道上的一个确定点.一可视为质点的物块,其质量
,与
间的动摩擦因数
.工件质量
,与地面间的动摩擦因数
.(取
)
(1)若工件固定,将物块由 点无初速度释放,滑至C点时恰好静止,求 、 两点间的高度差 。
(2)若将一水平恒力
作用于工件,使物体在P点与工件保持相对静止,一起向左做匀加速直线运动
①求
的大小
②当速度时,使工件立刻停止运动(即不考虑减速的时间和位移),物块飞离圆弧轨道落至 段,求物块的落点与 点间的距离。
如图11所示,质量为m的小球,由长为l的细线系住,细线的另一端固定在A点,AB是过A的竖直线,E为AB上的一点,且AE=0.5l,过E作水平线EF,在EF上钉铁钉D,若线能承受的最大拉力是9mg,现将小球拉直水平,然后由静止释放,若小球能绕钉子在竖直面内做圆周运动,不计线与钉子碰撞时的能量损失.求钉子位置在水平线上的取值范围.
A是地球的同步卫星,另一卫星B的圆形轨道位于赤道平面内,离地面高度为h,已知地球半径为R,地球自转角速度ω0,地球表面的重力加速度为g,O为地球中心。
(1)求卫星B的运动周期
(2)如卫星B绕行方向与地球自转方向相同,某时刻A、B两卫星相距最近(O、B、A在同一直线上)则至少经过多长时间,它们再一次相距最近?