桌面上有一玻璃圆锥,圆锥的轴(图中虚线)与桌面垂直,过轴线的截面为等边三角形,此三角形的边长为L,如图所示,有一半径为的圆柱形平行光束垂直底面入射到圆锥上,光束的中心轴与圆锥的轴重合。已知玻璃的折射率为
,求:
①光在玻璃中的传播速度是多少?
②光束在桌面上形成的光斑的面积是多少?
(15分)轻弹簧秤上端固定于O点,下端悬挂一个光滑的定滑轮C,已知C重1N,木块A、B用跨过定滑轮的轻绳连接,A、B的重力分别为5N和2N。整个系统处于平衡状态,如图所示,求:
(1)地面对木块A的支持力大小;
(2)弹簧秤的示数,
(3)滑轮C受到的合力。
.如图所示,质量m=5.0X10-8千克的带电粒子,以初速Vo=2m/s的速度从水平放置的平行金属板A、B的中央,水平飞入电场,已知金属板长0.1m,板间距离d=2X10-2m,当UAB=1000V时,带电粒子恰好沿直线穿过电场,若两极板间的电势差可调,要使粒子能从两板间飞出,UAB的变化范围是多少?(g取10m/s2)
如图所示,炽热金属丝上发射的电子(假设刚离开金属丝时的速度为0),经电压U1=4500 V加速后,以v0的速度垂直进入偏转电场,并能从偏转电场离开.偏转电场两极板间的电压U2=180 V,距离d=2 cm,板长L=8 cm.电子的质量m=0.9×10-30 kg,电子的电荷量e=1.6×10-19 C.求:
(1)v0的大小;
(2)电子在离开偏转电场时的纵向偏移量.
如图所示,一个质量m=30 g,带电量q=-1.5×10-8 C的半径极小的小球,用绝缘丝线悬挂在水平方向的匀强电场中.当小球静止时,测得悬线与竖直方向成45°夹角.求:
(1)小球受到的电场力的大小和方向;
(2)该电场的电场强度的大小和方向.
(12分)在光滑水平面上固定一个内壁光滑的竖直圆环S(右图为俯视图),圆环半径为R="lm." 一根长r=0.5m的绝缘细线一端固定于圆环圆心D点,另一端系住一个质量为m=0.2kg、带电量为q=+5×10 - 5C的小球.空间有一场强为E=4xl04N/C的匀强电场,电场方向与水平面平行.将细线拉至与电场线平行,给小球大小为10m/s、方向垂直于电场线的初速度vo.
(1)求当小球转过90°时的速度大小;
(2)若当小球转过90°时,细线突然断裂,小球继续运动,碰到圆环后不反弹,碰撞后,小球垂直于碰撞切面方向的速度因能量损失减小为零,平行于碰撞切面方向的速度大小保持不变.之后小球沿圆环内壁继续做圆周运动.求这一运动过程中的速度的最小值.
(3)从初始位置开始,要使小球在运动过程中,细线始终保持不松弛,求电场强度E的大小所需满足的条件.