一长为L的细线,上端固定,下端拴一质量为m、带电荷量为q的小球,处于如图所示的水平向右的匀强电场中。开始时,将细线与小球拉成水平,小球静止在A点,释放后小球由静止开始向下摆动,当细线转过60°角时,小球到达B点速度恰好为零。试求:
(1)A、B两点的电势差
(2)匀强电场的场强大小;
(3)小球到达B点时,细线对小球的拉力大小。
某战士在倾角为30°的山坡上进行投掷手榴弹训练.他从A点以某一初速度v0=15 m/s沿水平方向投出手榴弹后落在B点.该型号手榴弹从拉动弹弦到爆炸需要5 s的时间,空气阻力不计,(g=10 m/s2),求:
(1)若要求手榴弹正好在落地时爆炸,问战士从拉动弹弦到投出所用的时间是多少?
(2)点A、B的间距s是多大?
如图所示,在xoy平面内,三个半径为a 的四分之一圆形有界区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ内有垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场(含边界上)。一群质量为m电荷量为q的带正电的粒子同时从坐标原点O以相同的速率、不同的方向射入第一象限内(含沿x轴、y轴方向),它们在磁场中运动的轨道半径也为a,在y≤-a的区域,存在场强为E、沿-x方向的匀强电场。整个装置在真空中,不计粒子的重力及粒子之间的相互作用。求:
(1)粒子从O点射入磁场时的速率v0;
(2)这群粒子从O点射入磁场至运动到x轴的最长时间;
(3)这群粒子到达y轴上的区域范围。
如图(a),O、N、P为直角三角形的三个顶点,∠NOP=37°,OP中点处固定一电量为q1=2.0×10-8C的正点电荷,M点固定一轻质弹簧。MN是一光滑绝缘杆,其中ON长为a(a=1m),杆上穿有一带正电的小球(可视为点电荷),将弹簧压缩到O点由静止释放,小球离开弹簧后到达N点的速度为零。沿ON方向建立坐标轴(取O点处x=0),图(b)中Ⅰ和Ⅱ图线分别为小球的重力势能和电势能随位置坐标x变化的图像,其中E0=1.24×10-3J,E1=1.92×10-3J,E2=6.2×10-4J,k=9.0×109N·m2/C2, 取sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2。
(1)求电势能为E1时小球的位置坐标x1和小球的质量m;
(2)已知在x1处时小球与杆间的弹力恰好为零,求小球的电量q2;
(3)求小球释放瞬间弹簧的弹性势能Ep。
如图所示,参加某电视台娱乐节目的选手从较高的平台以v0=8m/s的速度从A点水平跃出后,沿B点切线方向进入光滑圆弧轨道,沿轨道滑到C点后离开轨道。已知A、B之间的竖直高度H=1.8m,圆弧轨道半径R=10m,选手质量50kg,不计空气阻力,g=10m/s2,求:
(1)选手从A点运动到B点的时间及到达B点的速度;
(2)选手到达C时对轨道的压力。
如图所示,在xOy平面内,以O1(0,R)为圆心、R为半径的圆形区域内有垂直平面向里的匀强磁场B1,x轴下方有一直线ab,ab与x轴相距为d,x轴与直线ab间区域有平行于y轴的匀强电场E,在ab的下方有一平行于x轴的感光板MN,ab与MN间区域有垂直于纸平面向外的匀强磁场B2。在0≤y≤2R的区域内,质量为m、电荷量为e的电子从任何位置从圆形区域的左侧沿x轴正方向以速度v0射入圆形区域,经过磁场B1偏转后都经过O点,然后进入x轴下方。已知x轴与直线ab间匀强电场场强大小,ab与MN间磁场磁感应强度
。不计电子重力。
(1)求圆形区域内磁场磁感应强度B1的大小?
(2)若要求从所有不同位置出发的电子都不能打在感光板MN上,MN与ab板间的最小距离h1是多大?
(3)若要求从所有不同位置出发的电子都能打在感光板MN上,MN与ab板间的最大距离h2是多大?当MN与ab板间的距离最大时,电子从O点到MN板,运动时间最长是多少?