利用电场和磁场,可以将比荷不同的离子分开,这种方法在化学分析和原子核技术等领域有重要的应用.如图所示的矩形区域ACDG(AC边足够长)中存在垂直于纸面的匀强磁场,A处有一狭缝.离子源产生的离子经静电场加速后穿过狭缝沿垂直于GA边且垂直于磁场的方向射入磁场,运动到GA边,被相应的收集器收集.整个装置内部为真空.
已知被加速的两种正离子的质量分别是m1和m2(m1>m2),电荷量均为q.加速电场的电势差为U,离子进入电场时的初速度可以忽略.不计重力,也不考虑离子间的相互作用.
(1)求质量为m1的离子进入磁场时的速率v1;
(2)当磁感应强度的大小为B时,求两种离子在GA边落点的间距.
如图甲所示,一个圆形线圈匝数n = 1000匝、面积S = 2×10-2m2、电阻r =1Ω。在线圈外接一阻值为R = 4Ω的电阻。把线圈放入一个匀强磁场中,磁场方向垂直线圈平面向里,磁场的磁感强度B随时间变化规律如图乙所示。求:
(1)0 ~ 4s内,回路中的感应电动势;
(2)t = 5s时,a、b两点哪点电势高;
(3)t = 5s时,电阻两端的电压U 。
如图所示,一矩形线圈在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动,磁场方向与转轴垂直,磁场的磁感应强度为B。线圈匝数为n,电阻为r,长为l1,宽为l2,转动角速度为ω。线圈两端外接阻值为R的电阻和一个理想交流电流表。求:
(1)线圈转至图示位置时的感应电动势;
(2)电流表的读数;
(3)从图示位置开始计时,感应电动势的瞬时值表达式。
一列简谐横波正在沿x轴的正方向传播,波速为0.5m/s,t = 0时刻的波形如图甲所示。
(1)求横波中质点振动的周期T;
(2)在图乙中画出t =1s时刻的波形图(至少画出一个波长);
(3)在图丙中画出平衡位置为x = 0.5m处质点的振动图象(从t = 0时刻开始计时,在图中标出横轴的标度,至少画出一个周期)。
竖直平面内一光滑水平轨道与光滑曲面平滑相连.质量为m1和m2的木块A、 B静置于光滑水平轨道上,A、B之间有一轻弹簧,弹簧与木块A相固连,与木块B不固 连。将弹簧压紧用细线相连,细线突然断开,A获得动量大小为P,B冲上光滑曲面又滑下并追上A压缩弹簧,求:
①A和B的质量m1和m2的大小关系;
②B追上A并压缩弹簧的过程中弹簧的最大 弹性勢能。
如图所示,三棱镜截面为等腰三角形,两底角均为30°,高为h。两束频率相同的 单色光垂直于底面射到该棱镜上,经AC、BC—次折射后两束 出射光线交于一点,出射光线间夹角30°。若两束入射光之间 的距离是三角形底边的一半。
求:①三棱镜的折射率;
②两束光在三棱镜中运动的时间之和(不考虑反射)