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题文

如图甲所示,水平加速电场的加速电压为U0,在它的右侧有由水平正对放置的平行金属板a、b构成的偏转电场,已知偏转电场的板长L="0.10" m,板间距离d=5.0×10-2 m,两板间接有如图15乙所示的随时间变化的电压U,且a板电势高于b板电势。在金属板右侧存在有界的匀强磁场,磁场的左边界为与金属板右侧重合的竖直平面MN,MN右侧的磁场范围足够大,磁感应强度B=5.0×10-3T,方向与偏转电场正交向里(垂直纸面向里)。质量和电荷量都相同的带正电的粒子从静止开始经过电压U0=50V的加速电场后,连续沿两金属板间的中线OO′方向射入偏转电场中,中线OO′与磁场边界MN垂直。已知带电粒子的比荷=1.0×108 C/kg,不计粒子所受的重力和粒子间的相互作用力,忽略偏转电场两板间电场的边缘效应,在每个粒子通过偏转电场区域的极短时间内,偏转电场可视作恒定不变。

求t=0时刻射入偏转电场的粒子在磁场边界上的入射点和出射点间的距离;
求粒子进入磁场时的最大速度;
对于所有进入磁场中的粒子,如果要增大粒子在磁场边界上的入射点和出射点间的距离,应该采取哪些措施?试从理论上推理说明。

科目 物理   题型 计算题   难度 较难
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如图所示,倾角为的“U”型金属框架下端连接一阻值为的电阻,相互平行的金属杆MN、PQ间距为,与金属杆垂直的虚线区域内有垂直框架平面向上的匀强磁场,磁感应强度大小为间距离为,一长为、质量为、电阻为的导体棒在全属框架平面上与磁场上边界距离处从静止开始释放,最后能匀速通过磁场下边界.重力加速度为(金属框架摩擦及电阻不计).求:

(1)导体棒刚到达磁场上边界时速度大小
(2)导体棒匀速通过磁场下边界时速度大小
(3)导体棒穿越磁场过程中,回路产生的电能.

如图所示,空间有相互垂直的匀强电场和匀强磁场交界于虚线,电场强度为,虚线下方匀强磁场范围足够大,磁感应强度为,现有质量为、电量为的带正电粒子从距电磁场边界处无初速释放(带电粒子重力可忽略不计).求:

(1)带电粒子刚离开电场时速度大小;
(2)带电粒子在匀强磁场中运动的轨迹半径;
(3)带电粒子第一次在匀强磁场中运动的时间.

如图所示,A、B、C、D、E为波沿传播方向上间距均为d=1m的五个质点,一简谐横波以5m/s的水平速度向右传播,t=0时刻到达质点A且A开始向上振动,其振动周期为0.4s,试求:

①该简谐波的波长;
②自0时刻起到质点E第一次到达波谷的时间.

某汽车发动机的气缸容积为,在压缩前其气缸内气体温度为,压强为,在压缩冲程末,气缸内气体体积被压缩为,若要求此时缸内气体温度达到,则此时的气缸壁将承受多大的气压?(视缸内气体为理想气体)

电偏转和磁偏转技术在科学上有着广泛的应用,如图所示的装置中,AB、CD间的区域有竖直方向的匀强电场,在CD的右侧有一与CD相切于M点的圆形有界匀强磁场,磁场方向垂直于纸面。一带电粒子自O点以水平初速度正对P点进入该电场后,从M点飞离CD边界时速度为,再经磁场偏转后又从N点垂直于CD边界回到电场区域,并恰能返回O点。已知OP间距离为,粒子质量为,电量为,粒子自身重力忽略不计。试求:

(1)P、M两点间的距离;
(2)返回O点时的速度大小;
(3)磁感强度的大小和有界匀强磁场区域的面积。

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