如图所示,x轴正方向水平向右,y轴正方向竖直向上。在xOy平面内有与y轴平行的匀强电场,在圆心为C半径为R的圆内还有与xOy平面垂直的匀强磁场。在原点O放置一带电微粒发射装置,它发射出具有相同质量m、电荷量q(q>0)和初速度大小为v的带电微粒,速度方向分布在xOy平面第一和第二象限内的各个方向上。重力加速度大小为g。已知从O点沿y轴正方向竖直向上发射的带电微粒射出磁场区域后一直平行于x轴作直线运动打到PN荧光屏上,PN荧光屏垂直x轴,PN屏的长度大于2R。
(1)求电场强度和磁感应强度的大小和方向。
(2)求PN屏上光斑长度
(3)若撤除匀强磁场,且保持匀强电场的大小不变,方向改为水平向右。调节初速度v的大小,使得从O点沿与x轴正方向成450方向发射的粒子
落到圆周上D点(图中未画出)时的速度比沿其他方向发射的粒子落到圆周上其他各点的速度都要大。求初速度v的大小?
当粒子
恰好落到圆周上D点时,是否还有其它粒子同时落到圆周上。若有,求出其它粒子在圆周上的落点到D点的距离;若没有,说明理由。
粗糙绝缘的水平面附近存在一个平行于水平面的电场,其中某一区域的电场线与x轴平行,且沿x轴方向的电势j与坐标值x的关系如下表格所示:
| 1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
| x/m |
0.05 |
0.10 |
0.15 |
0.20 |
0.25 |
0.30 |
0.35 |
0.40 |
0.45 |
| φ/105v |
9.00 |
4.50 |
3.00 |
2.25 |
1.80 |
1.50 |
1.29 |
1.13 |
1.00 |
根据上述表格中的数据可作出如右的j—x图像。现有一质量为0.10kg,电荷量为1.0´10-7C带正电荷的滑块(可视作质点),其与水平面的动摩擦因素为0.20。问:
(1)由数据表格和图像给出的信息,写出沿x轴的电势j与x的函数关系表达式。
(2)若将滑块无初速地放在x=0.10m处,则滑块最终停止在何处?
(3)在上述第(2)问的整个运动过程中,它的加速度如何变化?当它位于x=0.15m时它的加速度多大?
(4)若滑块从x=0.60m处以初速度v0沿-x方向运动,要使滑块恰能回到出发点,其初速度v0应为多大?
如图所示, 金属导轨是由倾斜和水平两部分圆滑相接而成, 倾斜部分与水平夹角q =37°,导轨电阻不计。abcd矩形区域内有垂直导轨平面的匀强磁场,bc =" ad" =" s" =" 0.20" m。导轨上端搁有垂直于导轨的两根相同金属杆P1、P2,且P1位于ab与P2的中间位置,两杆电阻均为R,它们与导轨的动摩擦因数m =" 0.30," P1杆离水平轨道的高度h =" 0.60m," 现使杆P2不动,让P1杆静止起滑下,杆进入磁场时恰能做匀速运动,最后P1杆停在AA¢位置。
求:
(1)P1杆在水平轨道上滑动的距离x;
(2)P1杆停止后,再释放P2杆,为使P2杆进入磁场时也做匀速运动,事先要把磁场的磁感应强度大小调为原来的多少倍?
(3)若将磁感应强度B调为原来3倍,再释放P2,问P2杆是否有可能与P1杆不碰撞? 为什么?
如图所示,y轴右方向有方向垂直于纸面的匀强磁场,一个质量为m,电量为q的质子以速度v水平向右通过x轴上P点,最后从y轴上的M点射出磁场。已知M点到原点O的距离为H,质子射出磁场时速度方向与y轴负方向夹角θ=30°,
求:
(1)磁感应强度大小和方向;
(2)适当时候,在y轴右方再加一个匀强电场就可以使质子最终能沿y轴正方向做匀速直线运动,从质子经过P点开始计时,再经多长时间加这个匀强电场?电场强度的大小与方向如何?
如图为一装置的示意,小木桶abcd的质量为M =0.18kg,高L = 0.2m,其上沿ab离挡板E的竖直距离h = 0.8m,在小木桶内放有一质量m=0.02kg的小石块P(视为质点)。现通过细绳对小木桶施加一个竖直向上的恒力F,使小木桶由静止开始向上运动,小木桶的上沿ab与挡板E相碰后便立即停止运动,小石块P上升的最大高度恰好与ab相平。
求:
①拉力F的大小;
②小石块P由静止开始到最高点的过程中,小木桶abcd对它做的功。(取g = 10m/s2,空气阻力和定滑轮摩擦均忽略不计)。
如图所示,用两根长度都为l的细线悬挂一个小球A,两悬挂点等高,线与水平天花板间的夹角都是α,使球A在垂直于纸面的平面内做小幅度的摆动,当A经过平衡位置的瞬间,另一小球B从A球的正上方自由下落,若B球恰能击中A球,求B球开始下落时离A球振动平衡位置的高度。