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题文

如图所示相互垂直,将空间分成两个区域,.区域Ⅰ中有垂直于纸面向外的匀强磁场,区域Ⅱ中有平行于,大小为的匀强电场和另一未知匀强磁场(方向垂直纸面,图中未画出).一束质量为、电量为的粒子以不同的速率(速率范围0~)自点垂直于射入区域Ⅰ.其中以最大速率射入的粒子恰能垂直于进入区域Ⅱ.已知间距为,不计粒子重力以及粒子间的相互作用.试求:

(1)区域Ⅰ中匀强磁场的磁感应强度大小;
(2)为使速率为的粒子进入区域Ⅱ后能沿直线运动,则区域Ⅱ的磁场大小和方向;
(3)分界线上,有粒子通过的区域的长度.

科目 物理   题型 计算题   难度 中等
知识点: α粒子散射实验
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如图所示,在xoy平面内,过原点O的虚 线MN与y轴成45°角,在MN左侧空间有沿y轴负方向的匀强电场,在MN右侧空间存在着磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。质量为m、带电量为q的正、负两 个带电粒子,从坐标原点O沿y轴负方向以速度v0射入磁场区,在磁场中运动一段时间后进入电场区,已知电场强度为E=2Bv0,不计重力,求:

(1)两个带电粒子离开磁场时的位置坐标间的距离d
(2)带负电的粒子从原点O进入磁场区域到再次抵达x轴的时间t
(3)带负电的粒子从原点O进入磁场区域到再次抵达x轴的位置坐标x

如图所示,光滑水平面上放置质量均为M="2" kg的甲、乙两辆小车,两车之间通过一感应开关相连(当滑块滑过两车连接处时,感应开关使两车自动分离,分离时对两车及滑块的瞬时速度没有影响),甲车上表面光滑,乙车上表面与滑块P之间的动摩擦因数μ=0.5。一根轻质弹簧固定在甲车的左端,质量为m="l" kg的滑块P(可视为质点)与弹簧的右端接触但不相连,用一根细线拴在甲车左端和滑块P之间使弹簧处于压缩状态,此时弹簧的弹性势能E0=l0J,弹簧原长小于甲车长度,整个系统处于静止状态,现剪断细线,滑块p滑上乙车后最终未滑离乙车,g取l0m/s2,求:

(1)滑块P滑上乙车前的瞬时速度的大小v1
(2)乙车的最短长度L

如图所示,竖直放置的平行金属板A、B中间开有小孔,小孔的连线沿水平放置的平行金属板C、D的中轴线,某时刻粒子源P发出一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子(初速度不计),粒子在A、B间被加速后,进入金属板C、D之间.A、B间的电压UAB =Uo,C、D间的电压UCD=2Uo/3,金属板C、D长度为L,间距d=L/3.在金属板C、D右侧有一个环形带磁场,其圆心与金属板C、D的中心O点重合,内圆半径R1=L/3,磁感应强度的大小B0 =,磁感应强度的方向垂直于纸面向内,磁场内圆边界紧靠金属板C、D右端,粒子只在纸面内的运动,粒子的重力不计.

(1)求粒子离开偏转电场时在竖直方向上偏移的距离;
(2)若粒子不能从环形带磁场的右侧穿出,求环形带磁场的最小宽度.
(3)在环形带磁场最小宽度时,求粒子在磁场中运动的时间

如图所示,光滑绝缘水平桌面上固定一绝缘挡板P,质量分别为mA和mB的小物块A和B(可视为质点)分别带有+QA和+QB,的电荷量,两物块由绝缘的轻弹簧相连,一不可伸长的轻绳跨过定滑轮,一端与物块B连接,另一端连接轻质小钩。整个装置处于正交的场强大小为E、方向水平向左的匀强电场和磁感应强度大小为B、方向水平向里的匀强磁场中。物块A、B开始时均静止,已知弹簧的劲度系数为K,不计一切摩擦及AB间的库仑力,物块A、B所带的电荷量不变,B不会碰到滑轮,物块A、 B均不离开水平桌面。若在小钩上挂一质量为M的物块C并由静止释放,可使物块A对挡板P的压力为零,但不会离开P,则

(1)求物块C下落的最大距离;
(2)求小物块C从开始下落到最低点的过程中,小物块B的电势能的变化量,以及弹簧的弹性势能变化量:
(3)若C的质量改为2M,求小物块A刚离开挡板P时小物块B的速度大小,以及此时小物块B对水平桌面的压力。

上海有若干辆超级电容车试运行,运行中无需连接电缆,只需在候客上车间隙充电30秒钟到1分钟,就能行驶3到5公里.假设有一辆超级电容车,质量m=2x103 kg,额定功率P="60" kW.当超级电容车在平直水平路面上行驶时,受到的阻力f是车重的0.1倍,g=10m/s2,问:
(1)超级电容车在此路面上行驶所能达到的最大速度是多少?
(2)若超级电容车从静止开始,保持以0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动,则这一过程能维持多长时间?
(3)若超级电容车从静止开始,保持额定功率做加速运动,则经50s已经达到最大速度,求此过程中超级电容车的位移.

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