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如图所示,有一半径为R1=1m的圆形磁场区域,圆心为O,另有一外半径为R2=m、内半径为R1的同心环形磁场区域,磁感应强度大小均为B=0.5T,方向相反,均垂直于纸面。一带正电的粒子从平行极板下板P点静止释放,经加速后通过上板小孔Q,垂直进入环形磁场区域,已知点P、Q、O在同一竖直线上,上极板与环形磁场外边界相切,粒子比荷q/m=4×107C/kg,不计粒子的重力,且不考虑粒子的相对论效应。求:

(1)若加速电压U1=1.25×102V,则粒子刚进入环形磁场时的速度v0为多大?
(2)要使粒子不能进入中间的圆形磁场区域,加速电压U2应满足什么条件?
(3)若改变加速电压大小,可使粒子进入圆形磁场区域,且能水平通过圆心O,最后返回到出发点,则粒子从Q孔进入磁场到第一次经过O点所用的时间为多少?

科目 物理   题型 计算题   难度 困难
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相关试题

如图所示,在xOy直角坐标系内,0≤x≤d及x>d范围内存在垂直于xOy平面且等大反向的匀强磁场I、Ⅱ,方向如图中所示,直线x=d与x轴交点为A。坐标原点O处存在粒子源,粒子源在xOy平面内向x>O区域的各个方向发射速度大小均为v0的同种粒子,粒子质量为m,电荷量为-q,其中沿+x方向射出的粒子,在磁场I中的运动轨迹与x=d相切于P(d,-d)点,不计粒子重力;

(1)求磁感应强度的大小;
(2)求从A点进入磁场Ⅱ的粒子在磁场中运动的总时间;
(3)仅撤去磁场Ⅱ,随即在xOy平面内加上范围足够大的匀强电场,从O点沿OP方向射出的粒子,将沿OP直线运动到P点,后粒子经过Q(xQ,-d)点,求匀强电场的电场强度及xQ的值。

如图,水平轨道AB与竖直固定圆轨道相切于B点,C为圆轨道最高点,圆轨道半径R=5m.一质量m=60kg的志愿者,驾驶质量M=940kg、额定功率P=40kW的汽车体验通过圆轨道时所受底座的作用力,汽车从A点由静止以加速度a=2m/s2做匀加速运动,到达B点时,志愿者调节汽车牵引力,使汽车匀速率通过圆轨道又回到B点,志愿者在C点时所受底座的支持力等于志愿者的重力,已知汽车在水平轨道及圆轨道上的阻力均为汽车对轨道压力的0.1倍,取g=10m/s2,计算中将汽车视为质点。
求:

(1)汽车在C点的速率;
(2)汽车在C点的牵引功率;
(3)AB间的距离及汽车从A点经圆轨道又回到B点的过程所用的时间。

在光滑的水平地面上静止着一质量M=0.4kg的薄木板,一个质量m=0.2kg的木块(可视为质点)以v0=4m/s的速度,从木板左端滑上,一段时间后,又从木板上滑下(不计木块滑下时的机械能损失),两物体仍沿直线继续向前运动,从木块与木板刚刚分离开始计时,经时间t=3.0s,两物体之间的距离增加了s=3m,已知木块与木板的动摩擦因数μ=0.4,求薄木板的长度.

)如图所示,折射率为的两面平行的玻璃砖,下表面涂有反射物质,右端垂直地放置一标尺MN。一细光束以45°角度入射到玻璃砖的上表面,会在标尺上的两个位置出现光点,若两光点之间的距离为a(图中未画出),则光通过玻璃砖的时间是多少?(设光在真空中的速度为c,不考虑细光束在玻璃砖下表面的第二次反射)

)如图所示,内径粗细均匀的U形管,右侧B管上端封闭,左侧A管上端开口,管内注入水银,并在A管内装配有光滑的、质量可以不计的活塞,使两管中均封入L=25cm的空气柱,活塞上方的大气压强为=76cmHg,这时两管内水银面高度差h=6cm.今用外力竖直向上缓慢地拉活塞,直至使两管中水银面相平.设温度保持不变,则:A管中活塞向上移动距离是多少?

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