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()和圆外区域Ⅱ(
)分别存在两个磁场方向均垂直于
平面的匀强磁场;垂直于
平面放置了两块平面荧光屏,其中荧光屏甲平行于
轴放置在
轴坐标为
的位置,荧光屏乙平行于
轴放置在
轴坐标为
的位置。现有一束质量为
、电荷量为
(
)、动能为
的粒子从坐标为(
,0)的
点沿
轴正方向射入区域Ⅰ,最终打在荧光屏甲上,出现坐标为(
,
)的亮点
。若撤去圆外磁场,粒子打在荧光屏甲上,出现坐标为(
,
)的亮点
。此时,若将荧光屏甲沿
轴负方向平移,则亮点的
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、
的大小。
(2)求在区域Ⅰ和Ⅱ中磁感应强度、
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,但从点沿
轴正方向射入区域Ⅰ的粒子束改为质量为
、电荷量为
、动能为
的粒子,求荧光屏上的亮点的位置。
(15分)某一水平面内有一直角坐标系平面,
和
的区间内有一沿
轴负方向的有理想边界的匀强电场,场强大小为
;在
和
的区间内有一沿
轴负方向的有理想边界的匀强电场场强大小为
且
一比荷为
带负电粒子从直角坐标系
平面内的坐标原点
以很小的速度进入匀强电场
,计算时不计此速度和粒子自身的重力,且只考虑粒子在
平面内的运动。试求:
(1)粒子从O点进入到离开处的电场所需的时间;
(2)电子离开处的电场时的坐标;
(3)电子离开处的电场时的速度大小和方向。
(10分)如图所示的电路中,,
,
未知,当开关S接a时,
上消耗的电功率为4.5W,当开关S接b时,电压表示数为3.6V,当开关S接c时,电流表示数为1.5A,试求:
(1)电源的电动势和内电阻;
(2)的阻值.
10分)如图所示,一充电后的平行板电容器的两极板相距,正负极板间的电压恒定不变且
。其中负极板接地。两板间有abc三点,其连线组成一个边长为
的等边三角形。ab连线与极板方向平行.a点与正极板的距离为
.已知电子的电量
试求
(1)使一个电子从a点先沿ab连线在沿bc连线方向移动到c点,电场力做的功;
(2)一个粒子(
)在c点具有的电势能。
如图所示,一束带负电荷e,质量为m的电子流,平行于x轴以速度v0射入第Ⅰ象限区域,为使这束电子能经过x轴上的b点,可在第Ⅰ象限某区域加一个正y方向的匀强电场,场强大小为E,其范围沿y方向无限大,沿x轴方向宽度为s,已知oa=L,ob=2s。求电场边界线跟b点的距离。
如下图所示,BC是半径为R=1m的1/4圆弧形光滑且绝缘的轨道,位于竖直平面内,其下端与水平绝缘轨道平滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场中,电场强度为E=2.0×10-4N/C,今有一质量为m=1kg、带正电q=1.0×10-4C的小滑块,(体积很小可视为质点),从C点由静止释放,滑到水平轨道上的A点时速度减为零。若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数为μ=0.2,求:
(1)滑块通过B点时的速度大小;
(2)滑块通过B点时圆轨道B点受到的压力大小:
(3)水平轨道上A.B两点之间的距离。