如右图,在0≤x≤a区域内存在与xy平面垂直的匀强磁场,磁感应强度的大小为B.在t=0时刻,一位于坐标原点的粒子源在xy平面内发射出大量同种带电粒子,所有粒子的初速度大小相同,方向与y轴正方向的夹角分布在0~180°范围内.已知沿y轴正方向发射的粒子在t=t0时刻刚好从磁场边界上P(a,a)点离开磁场.
求:粒子在磁场中做圆周运动半径及速度;
粒子的比荷q/m;
从粒子发射到全部粒子离开磁场所用的时间.
如图所示,水平放置的两块长直平行金属板、
相距d=0.1m,
、
间的电场强度为E=5.0×105N/C,
板下方整个空间存在着磁感应强度大小为B=6T、方向垂直纸面向里的匀强磁场。今有一质量为m=4.8×10-25Kg、电荷量为q=1.6×10-18C的带正电的粒子(不计重力),从贴近
板的左端以
的初速度水平射入匀强电场,刚好从狭缝
处穿过
板而与磁场方向垂直进入匀强磁场,最后粒子回到
板的
处(图中未画出).
求
、
之间的距离
。
某科幻小说中有下列一段描述。宇宙中有一球型均匀带电天体,其质量为m,半径为R。宇航员王小明乘坐飞行器,登上该天体,用质量为M,带电量为q的小球进行如下操作。第一次,让小球带负电,从距该天体表面为h的位置由静止释放,发现小球悬浮不动;第二次,让小球带正电,从相同的位置,用小型发射装置将小球以某一速度水平发射。(已知万有引力常量为G,静电力恒量为k)试根据以上信息求:
(1) 该天体所带电的电性及其电量
(2)若保持小球与天体表面距离始终为h ,则水平发射速度的大小为多少?
带电量为q的粒子(不计重力),匀速直线通过速度选择器(电场强度为E,磁感应强度为B1),又通过宽度为L,磁感应强度为B2的匀强磁场,粒子离开磁场时速度的方向跟入射方向间的偏角为θ,如图所示,求粒子的质量m。
如图所示,在xoy平面内,MN和x轴之间有平行于y轴的匀强电场和垂直于xoy平面的匀强磁场,y轴上离坐标原点3L的A点处有一电子枪,可以沿+x方向射出速度为v0的电子(质量为m,电量为e)。如果电场和磁场同时存在,电子将做匀速直线运动.如果撤去磁场只保留电场,电子将从P点离开电场,P点的坐标是(2L,5L).不计重力的影响,求:
(1)电场强度E和磁感应强度B的大小及方向;
(2)如果撤去电场,只保留磁场,电子将从x轴上的D点(图中未标出)离开磁场,求D点的坐标及电子在磁场中运动的时间.
为了研究过山车的原理,物理小组提出了下列的设想:取一个与水平方向夹角为37°、长为L=2.0m的粗糙的倾斜轨道AB,通过水平轨道BC与竖直圆轨道相连,出口为水平轨道DE,整个轨道除AB段以外都是光滑的。其中AB与BC轨道以微小圆弧相接,如图所示。一个小物块以初速度,从某一高处水平抛出,到A点时速度方向恰沿AB方向,并沿倾斜轨道滑下。已知物块与倾斜轨道的动摩擦因数
(g取10m/s2,
0,
)求:
(1)小物块的抛出点和A点的高度差;
(2)为了让小物块不离开轨道,并且能够滑回倾斜轨道AB,则竖直圆轨道的半径应该满足什么条件。
(3)要使小物块不离开轨道,并从水平轨道DE滑出,求竖直圆弧轨道的半径应该满足什么条件.