为了使粒子经过一系列的运动后,又以原来的速率沿相反方向回到原位,可设计如下的一个电磁场区域(如图所示):水平线QC以下是水平向左的匀强电场,区域Ⅰ(梯形PQCD)内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B;区域Ⅱ(三角形APD)内的磁场方向与Ⅰ内相同,但是大小可以不同,区域Ⅲ(虚线PD之上、三角形APD以外)的磁场与Ⅱ内大小相等、方向相反.已知等边三角形AQC的边长为2l,P、D分别为AQ、AC的中点.带正电的粒子从Q点正下方、距离Q点为l的O点以某一速度射出,在电场力作用下从QC边中点N以速度v0垂直QC射入区域Ⅰ,再从P点垂直AQ射入区域Ⅲ,又经历一系列运动后返回O点.(粒子重力忽略不计)求:
(1)该粒子的比荷.
(2)粒子从O点出发再回到O点的整个运动过程所需时间.
如图学校有一台应急备用发电机,内阻为r=1 Ω,升压变压器匝数比为1∶4,降压变压器的匝数比为4∶1,输电线的总电阻为R=4 Ω,全校22个教室,每个教室用“220 V、40 W”的灯6盏,要求所有灯都正常发光,则:
(1)发电机的输出功率多大?
(2)发电机的电动势多大?
(3)输电线上损耗的电功率多大?
一列横波的波形如图18所示,实线表示t1=0时刻的波形图,虚线表示t2=0.005s时刻的波形图,求:
(1)若2T> t2-t1>T,波速可能为多大?(T为周期)
(2)若T< t2-t1,并且波速为3600m/s,则波向哪个方向传播?
如图16所示为某种弹射装置的示意图,光滑的水平导轨MN右端N处与水平传送带理想连接,传送带长度L =" 4.0" m,皮带轮沿顺时针方向转动,带动皮带以恒定速率v =" 3.0" m/s 匀速传动.三个质量均为m =" 1.0" kg 的滑块A、B、C置于水平导轨上,开始时滑块B、C之间用细绳相连,其间有一压缩的轻弹簧,处于静止状态.滑块A以初速度v0 =" 2.0" m/s 沿B、C连线方向向B运动,A与B碰撞后粘合在一起,碰撞时间极短.连接B、C的细绳受扰动而突然断开,弹簧伸展,从而使C与A、B分离.滑块C脱离弹簧后以速度vC =" 2.0" m/s 滑上传送带,并从右端滑出落至地面上的P点.
已知滑块C与传送带之间的动摩擦因数μ= 0.20,重力加速度g取10 m/s2.求:
(1)滑块C从传送带右端滑出时的速度大小;
(2)滑块B、C用细绳相连时弹簧的弹性势能Ep;
(3)若每次实验开始时弹簧的压缩情况相同,要使滑块C总能落至P点,则滑块A与滑块B碰撞前速度的最大值Vm是多少?
有一带负电的小球,其带电荷量.如图15所示,开始时静止在场强
的匀强电场中的P点,靠近电场极板B有一挡板S,小球与挡板S的距离h =" 4" cm,与A板距离H =" 36" cm,小球的重力忽略不计.在电场力作用下小球向左运动,与挡板S相碰后电荷量减少到碰前的k倍,已知k = 7/8,碰撞过程中小球的机械能没有损失.
(1)设匀强电场中挡板S所在位置的电势为零,则小球在P点时的电势能为多少?
(2)小球第一次被弹回到达最右端时距S板的距离为多少?
(3)小球经过多少次碰撞后,才能抵达A板?(已知=0.058)
图14所示为圆形区域的匀强磁场,磁感应强度为B、方向垂直纸面向里,边界跟y轴相切于坐标原点O. O点处有一放射源,沿纸面向各方向射出速率均为的某种带电粒子,带电粒子在磁场中做圆周运动的半径是圆形磁场区域半径的两倍.已知该带电粒子的质量为
、电荷量为
,不考虑带电粒子的重力.
(1)推导带电粒子在磁场空间做圆周运动的轨道半径;
(2)求带电粒子通过磁场空间的最大偏转角;
(3)沿磁场边界放置绝缘弹性挡板,使粒子与挡板碰撞后以原速率弹回,且其电荷量保持不变.若从O点沿x轴正方向射入磁场的粒子速度已减小为,求该粒子第一次回到O点经历的时间.