如图所示,有一与竖直方向夹角为45°的直线边界,其左下方有一正交的匀强电磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度B=5/3T;电场方向竖直向上,场强E=mg/q=10N/C,一质量为m=2×10-5kg,电荷量q=+2×10-5C的小球从边界上N点正上方高为h=0.2m处的M点静止释放,下落到N点时小球瞬间爆炸成质量、电荷量均相等的A、B两块,已知爆炸后A向上运动,能达到的最大高度为4h;B向下运动进入电磁场区域,此后A也将进入电磁场区域.g=10m/s2求: B刚进入电磁场区域的速度v1?
B第二次进入电磁场区域的速度v2?
设B、A第二次进入电磁场时,与边界OO'交点分别为P、Q,求PQ之间的距离.
水平放置的两块平金属板长L,两板间距d,两板间电压为U,且上板为正,一个电子沿水平方向以速度,从两板中间射入,如图所示,已知电子质量为m,电量为e ,求:(电子的重力不计)
(1)电子偏离金属板时侧位移Y大小是多少?
(2)电子飞出电场时的速度是多少?
(3)电子离开电场后,打在屏上的P点,若平金属板右端到屏的距离为s,求OP之长。
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,在坐标系Oxy的第一象限中存在沿y轴正方向的匀强电场,场强大小为E.在其他象限中存在匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里.A是y轴上的一点,它到坐标原点O的距离为h;C是x轴上的一点,到O的距离为l.一质量为m、电荷量为q的带负电的粒子以某一初速度沿x轴方向从A点进入电场区域,继而通过C点进入磁场区域,并再次通过A点,此时速度方向与y轴正方向成锐角.不计重力作用.
试求:
(1)粒子经过C点时速度的大小和方向.
(2)磁感应强度的大小B.
1932年,劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器。回旋加速器的工作原理如图所示,置于高真空中的D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝距离为d,。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直。A处粒子源产生的粒子,质量为m、电荷量为+q ,在加速器中被加速,加速电压为U。加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。
(1)求粒子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比;
(2)求粒子从静止开始加速到出口处(电场和磁场)所需的总时间t;
如图所示,电源电动势内阻
,电阻
。间距
的两平行金属板水平放置,板间分布有垂直于纸面向里、磁感应强度
的匀强磁场。闭合开关
,板间电场视为匀强电场,将一带正电的小球以初速度
沿两板间中线水平射入板间。设滑动变阻器接入电路的阻值为
,忽略空气对小球的作用,取
。
(1)当时,电阻
消耗的电功率是多大?
(2)若小球进入板间做匀速度圆周运动并与板相碰,碰时速度与初速度的夹角为,则
是多少?