光以30°的入射角从折射率n=的玻璃射入空气中,折射角是多大?画出光路图。
在一个放射源水平放射出
、
和
三种射线,垂直射入如图所示磁场。区域Ⅰ和Ⅱ的宽度均为
,各自存在着垂直纸面的匀强磁场,两区域的磁感强度大小
相等,方向相反(粒子运动不考虑相对论效应)。
(1)若要筛选出速率大于
的
粒子进入区域Ⅱ,要求磁场宽度
与
和
的关系。
(2)若
,
(
是光速度),则可得
;
粒子的速率为
,计算
和
射线离开区域Ⅰ时的距离;并给出去除
和
射线的方法。
(3)当
满足第(1)小题所给关系时,请给出速率在;
区间的
粒子离开区域Ⅱ时的位置和方向。
(4)请设计一种方案,能使离开区域Ⅱ的
粒子束在右侧聚焦且水平出射。
已知:电子质量
,
粒子质量
,电子电荷量
,
(
时)
在一次国际城市运动会中,要求运动员从高为
的平台上
点由静止出发,沿着动摩擦因数为
的滑道向下运动到
点后水平滑出,最后落在水池中。设滑道的水平距离为
,
点的高度
可由运动员自由调节(取
)。求:
(1)运动员到达
点的速度与高度
的关系;
(2)运动员要达到最大水平运动距离,
点的高度
应调为多大?对应的最大水平距离
为多少?
(3)若图中
,
,动摩擦因数
,则水平运动距离要达到
,
值应为多少?
如图所示,一矩形轻质柔软反射膜可绕过
点垂直纸面的水平轴转动,其在纸面上的长度
为
,垂直纸面的宽度为
。在膜的下端(图中A处)挂有一平行于转轴,质量为
,长为
的导体棒使膜绷成平面。在膜下方水平放置一足够大的太阳能光电池板,能接收到经反射膜反射到光电池板上的所有光能,并将光能转化成电能。光电池板可等效为一个电池,输出电压恒定为U;输出电流正比于光电池板接收到的光能(设垂直于入射光单位面积上的光功率保持恒定)。导体棒处在方向竖直向上的匀强磁场
中,并与光电池构成回路,流经导体棒的电流垂直纸面向外(注:光电池与导体棒直接相连,连接导线未画出)。
(1)若有一束平行光水平入射,当反射膜与竖直方向成 时,导体棒处于受力平衡状态,求此时电流强度的大小和光电池的输出功率。
(2)当 变成 时,通过调整电路使导体棒保持平衡,光电池除维持导体棒力学平衡外,不能输出多少额外电功率?
制备纳米薄膜装置的工作电极可简化为真空中间距为
的两平行极板,如图甲所示,加在极板
间的电压
作周期性变化,其正向电压为
,反向电压为
,
电压变化的周期为
,如图乙所示.在
=0时,极板
附近的一个电子,质量为
、电荷量为
,受电场作用由静止开始运动.若整个运动过程中,电子未碰到极板
,且不考虑重力作用.
(1)若
,电子在0-2
时间内不能到达极板
,求
应满足的条件;
(2)若电子在
时间内未碰到极板
,求此运动过程中电子速度
随时间
变化的关系;
(3)若电子在第 个周期内的位移为零,求 的值。
在游乐节目中,选手需借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上,小明和小阳观看后对此进行了讨论.如图所示,他们将选手简化为质量
的质点,选手抓住绳由静止开始摆动,此时绳与竖直方向夹角
,绳的悬挂点O距水面的高度为
.不考虑空气阻力和绳的质量,浮台露出水面的高度不计,水足够深。取重力加速度
,
,
.
(1)求选手摆到最低点时对绳拉力的大小 ;
(2)若绳长 ,选手摆到最高点时松手落入手中.设水对选手的平均浮力 ,平均阻力 ,求选手落入水中的深度 ;
(3)若选手摆到最低点时松手,小明认为绳越长,在浮台上的落点距岸边越远;小阳却认为绳越短,落点距岸边越远,请通过推算说明你的观点。