如图所示,圆心在原点、半径为R的圆将xOy平面分为两个区域,在圆内区域Ⅰ(r≤R)和圆外区域Ⅱ(r>R)分别存在两个磁场方向均垂直于XOY平面的匀强磁场;垂直于XOY平面放置了两块平面荧光屏,其中荧光屏甲平行于X轴放置在Y轴坐标为-2.22R的位置,荧光屏乙平行于Y轴放置在X轴坐标为3.5R的位置。现有一束质量为m、电荷量为q(q>0)、动能为E0的粒子从坐标为(-R,0)的A点沿X轴正方向射入区域Ⅰ,最终打在荧光屏甲上,出现坐标为(0.4R, -2.2R,)的亮点。若撤去圆外磁场,粒子打在荧光屏甲上,出现坐标为(0,-2.2R)的亮点M。此时,若将荧光屏甲沿Y轴负方向平移,则亮点的X轴坐标始终保持不变。(不计粒子重力影响)
(1)求在区域Ⅰ和Ⅱ中粒子运动速度v1、v2 的大小。
(2)求在区域Ⅰ和Ⅱ中磁感应强度B1、B2的大小和方向。
(3)若上述两个磁场保持不变,荧光屏仍在初始位置,但从A点沿X轴正方向射入区域Ⅰ的粒子束改为质量为m、电荷量为-q、动能为3E0的粒子,求荧光屏上的亮点的位置。
一个金属电阻R的阻值在一定范围内随温度呈线性变化,如图甲所示。将该电阻接入如图乙所示电路,图中R0为定值电阻,C为电容器,极板长度为,极板间距为
,极板的右侧距极板L处有一荧光屏。现让一束电子(质量为m,电量为e)以速度
平行于极板沿中线
进入电容器,若所有电子均能从右侧穿出,则当R的温度在
之间变化时,电子束在荧光屏上扫描的范围如何?(电源电动势为E,内阻不计)
如图所示,在第二象限内有水平向右的匀强电场,在第一、第四象限内分别存在匀强磁场,磁感应强度大小相等,方向如图所示;现有一个带电粒子在该平面内从x轴上的P点,以垂直于x轴的初速度v0进入匀强电场,恰好经过y轴上的Q点且与y轴成45o角射出电场,再经过一段时间又恰好垂直于x轴进入下面的磁场。已知OP之间的距离为d,不计粒子的重力。
求:
(1)Q点的坐标;
(2)带电粒子自进入电场至在磁场中第二次经过x轴的时间。
离心轨道是研究机械能守恒和向心力效果的一套较好的器材(如图甲所示)。某课外研究小组将一个压力传感器安装在轨道最低点B处,他们把一个钢球从轨道上的不同高处由静止释放,得到了多组压力传感器示数F和对应的释放点的高度h,并作出了一个F-h图像(如图乙所示)。根据图中所给信息,回答下列问题(不计各处摩擦):
(1)F-h图像中纵轴截距的物理意义是什么?
(2)该研究小组用的离心轨道圆周部分的半径是多少?
(3)当h=0.6m时,小球到达圆周上最高点C点时轨道对小球的压力是多大?
举重运动是力量和技巧充分结合的体育项目,就“抓”举而言,其技术动作可分为预备、提杠发力、下蹲支撑、起立、放下杠铃等动作,如图所示表示了其中的几个状态。在“提杠发力”阶段,运动员对杠铃施加恒力作用,使杠铃竖直向上加速运动;“下蹲支撑”阶段,运
动员不再用力,杠铃继续向上运动,当运动员处于“下蹲支撑”处时,杠铃的速度恰好为零。
(1)为了研究方便,可将“提杠发力”、“下蹲支撑”两个动作简化为较为简单的运动过程来处理,请定性画出相应的速度—时间图像。
(2)已知运动员从开始“提杠发力”到“下蹲支撑”处的整个过程历时0.8s,杠铃总共升高0.6m,求杠铃获得的最大速度。
(3)若杠铃的质量为150kg,求运动员提杠发力时对杠铃施加的作用力大小。
如图甲所示,固定在水平面上电阻不计的光滑金属导轨,间距,导轨右端连接一阻值为
的小灯泡L。在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化如图乙所示,CF长为2m。在
时刻,电阻为
的金属棒ab在水平恒力F作用下,由静止开始沿导轨向右运动。金属棒从图中位置运动到EF位置的整个过程中,小灯泡的亮度始终没有发生变化。求:
(1)通过小灯泡的电流强度;
(2)恒力F的大小;
(3)金属棒的质量。