(19分)如图所示,边长为的正方形PQMN区域内(含边界)有垂直纸面向外的匀强磁场,左侧有水平向右的匀强电场,场强大小为
,质量为
、电荷量为
的带正电粒子从O点由静止开始释放,O、P、Q三点在同一水平直线上,OP=L,带电粒子恰好从M点离开磁场,不计带电粒子重力,求:
(1)磁感应强度大小;
(2)粒子从O点运动到M点经历的时间;
(3)若磁场磁感应强度可调节(不考虑磁场变化产生的电磁感应),带电粒子从边界NM上的点离开磁场,
与N点距离为
,求磁场磁感应强度的可能数值.
如图所示,虚线OC与y轴的夹角θ=60°,在此角范围内有一方向垂直于xOy平面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子a(不计重力)从y轴的点M(0,L)沿x 轴的正方向射入磁场中。求:
(1)要使粒子a离开磁场后垂直经过x轴,该粒子的初速度v1为多大;
(2)若大量粒子a同时以v2=从M点沿xOy平面的各个方向射入磁场中,则从OC边界最先射出的粒子与最后射出的粒子的时间差。
如图,两根相距l=1m平行光滑长金属导轨电阻不计,被固定在绝缘水平面上,两导轨左端接有R=2Ω的电阻,导轨所在区域内加上与导轨垂直、方向相反的磁场,磁场宽度d相同且为0.6m,磁感应强度大小B1=T、B2=0.8T。现有电阻r=1Ω的导体棒ab垂直导轨放置且接触良好,当导体棒ab以v=5m/s从边界MN进入磁场后,在拉力作用下始终作匀速运动,求:
(1)导体棒ab进入磁场B1时拉力的功率
(2)导体棒ab匀速运动过程中电阻R两端的电压有效值
如图所示为演示远距离输电的装置,理想变压器B1、B2的变压比分别为1∶4和5∶1,交流电源的内阻r=1 Ω,三只灯泡的规格均为“6 V,1 W”,输电线总电阻为10 Ω.若三只灯泡都正常发光,则交变电源的电动势E为多大?
一列简谐横波以2m/s的波速沿x轴正向传播,在t=0时刻刚传到原点O,原点 O由平衡位置向下运动。t=5s时x=4m处的质点第一次到达正向最大位移处。
求:(1)这列波的周期T与波长λ;
(2)开始计时后,经过多少时间x=8m处的质点第一次到达波峰。
直角等腰玻璃三棱镜ABC的截面如图所示,∠ABC=∠ACB=45°,一条单色光线从腰AB上的D点射入三棱镜,射入玻璃的折射角r=30°,折射光线传播到BC边的E点。已知该玻璃的折射率n=。
(1)求光线的入射角i;
(2)判断光线在E点能否发生全反射。