如图所示,在以坐标原点O为圆心,半径为R的半圆形区域内,有相互垂直的匀强电场和匀强磁场,磁感应强度为B,磁场方向垂直于xOy平面向里。一带正电的粒子(不计重力)从O点沿y轴正方向以某一速度射人,带电粒子恰好做匀速直线运动,经t0时间从P点射出。
(1)电场强度的大小和方向。
(2)若仅撤去磁场,带电粒子仍从O点以相同的速度射入,经t0/2 时间恰从半圆形区域的边界射出,求粒子运动加速度大小。
(3)若仅撤去电场,带电粒子仍从O点射入但速度为原来的4倍,求粒子在磁场中运动的时间。
(4)若仅撤去电场, O点处有一带正电的粒子源电性、质量、电量及初速大小都一样。(不计重力)从O点沿各个方向以某一速度射入磁场都做半径为R/2的匀速圆周运动试用斜线在图中画出粒子在磁场中可能出现的区域。要求有简要的文字说明。
汽车以10m/s的速度在水平路面上匀速运动,突然发现前方有障碍物,汽车立即刹车作匀减速运动,刹车后经2秒速度变为6m/s,求:
(1)刹车过程中的加速度;
(2)速度由8m/s减速到4m/s的过程中,汽车前进的距离;
(3)刹车后8s末的汽车速度和8s内前进的距离;
某轻质弹簧的弹力F与弹簧长度L的关系如图所示。一木箱重200N,静止放在水平面上。用该弹簧沿水平方向拉木块,当弹簧的伸长量为8cm时,木箱刚好被拉动。已知木箱与地面间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。求:
(1)该弹簧的原长L0以及劲度系数k;
(2)木箱与水平面间的动摩擦因数;
(3)当弹簧的伸长量为4cm时,求木箱受到的摩擦力的大小。
如图所示,某空间有一竖直向下的匀强电场,电场强度E=1.0×102 V/m,一块足够大的接地金属板水平放置在匀强电场中,在金属板的正上方高度h=0.80 m的a处有一粒子源,盒内粒子以v0=2.0×102 m/s的初速度向水平面以下的各个方向均匀放出质量为m=2.0×10-15 kg,电荷量为q=+10-12 C的带电粒子,粒子最终落在金属板b上.若不计粒子重力,求:(结果保留两位有效数字)
⑴粒子源所在处a点的电势;
⑵带电粒子打在金属板上时的动能;
⑶从粒子源射出的粒子打在金属板上的范围(所形成的面积)是多少?若使带电粒子打在金属板上的范围减小,可以通过改变哪些物理量来实现?
如图所示,竖直平平面内有一边长为L、质量为m,电阻为R的正方形线框在竖直向下的匀强重力场和水平方向的磁场组成的复合场以初速度v0水平抛出。磁场方向与线框平面垂直,磁场的磁感应强度随竖直向下的z轴按B=B0+kz的规律均匀增大。已知重力加速度为g。求:
(1)线框竖直方向速度为v1时,线框中瞬时电流的大小;
(2)线框在复合场中运动的最大电功率;
(3)若线框从开始抛出到瞬时速度大小达到v2所经历的时间为t,那么线框在时间t内的总位移大小为多少。
如图所示,在
平面内的第III象限中有沿—y方向的匀强电场,场强大小为E。只第I和第II象限有匀强磁场,磁场方向垂直于坐标平面向里,有一质量为m,电荷量为e的电子,从y轴的P点以初速度v0垂直于电场方向进入电场,P点坐标为
,经电场偏转后,与x轴负半轴成一定角度进入磁场,设磁感应强度B的大小为
。求:
(1)电子经过x轴负半轴的坐标和此时速度方向与-x
轴方向的夹角;
(2)电子再次经过y轴负半轴的坐标。