如图所示,与纸面垂直的竖直面MN的左侧空间中存在竖直向上场强大小为
的匀强电场(上、下及左侧无界)。一个质量为
、电量为
的可视为质点的带正电小球,在
时刻以大小为
的水平初速度向右通过电场中的一点P,当
时刻在电场所在空间中加上一如图所示随时间周期性变化的磁场,使得小球能竖直向下通过D点,D为电场中小球初速度方向上的一点,PD间距为
,D到竖直面MN的距离DQ为
.设磁感应强度垂直纸面向里为正.
(1)试说明小球在0—
时间内的运动情况,并在图中画出运动的轨迹;
(2)试推出满足条件时
的表达式(用题中所给物理量
、
、
、
、
来表示);
(3)若小球能始终在电场所在空间做周期性运动.则当小球运动的周期最大时,求出磁感应强度
及运动的最大周期
的表达式(用题中所给物理量
、
、
、
来表示)。
一个做匀加速运动的物体,初速度是2m/s,它在第3s内的位移7m,则
(1)它的加速度是多大?
(2)3s内的总位移是多大?
已知一汽车在平直公路上运动,它的位移-时间图像如甲图所示,
(1)根据图像在图乙所示的位置坐标轴上标出O、A、B、C、D、E各点代表的汽车的位置;
(2)求出前4s内的平均速度;
(3)求出第5s末的瞬时速度;
(4)求出第7s末的加速度。
如图所示,水平放置的平行板电容器,原来AB两板不带电,B板接地,它的极板长
,两板间距离
,现有一微粒质量
,带电荷量
,以一定初速度从两板中间平行于极板射入,由于重力作用微粒恰好能落到A板的中点O处,取
,试求:
(1)带电粒子入射速度
的大小
(2)现使电容器带上电荷,使带电微粒能从平行板电容器的右侧射出,则带电后A板的电势为多少
如下图所示,在水平向右的匀强电场中,有一光滑绝缘导轨,导轨由水平部分和它连接的位于竖直平面的半圆环ABC构成,现距环最低点A为L的O处有一质量为m的带正电的小球,小球从静止开始沿水平轨道进入圆环,若小球所受电场力与其重力大小相等,圆环轨道的半径为R,则L必须满足什么条件才能使得小球在圆环上运动时不脱离圆环?
一根长为l的丝线吊着一质量为m,带电荷量为q的小球静止在水平向右的匀强电场中,如图所示,丝线与竖直方向成37°角,现突然将该电场方向变为向下且大小不变,不考虑因电场的改变而带来的其他影响(重力加速度为g),求:
(1)匀强电场的电场强度的大小;(sin37°=0.6,cos37°=0.8),
(2)小球经过最低点对丝线的拉力.