如图所示,条形区域Ⅰ和Ⅱ内分别存在方向垂直于纸面向外和向里的匀强磁场,磁感应强度B的大小均为0.3T,AA′、BB′、CC′、DD′为磁场边界,它们相互平行,条形区域的长度足够长,磁场宽度及BB′、CC′之间的距离d=1m。一束带正电的某种粒子从AA′上的O点以沿与AA′成60°角、大小不同的速度射入磁场,当粒子的速度小于某一值v0时,粒子在区域Ⅰ内的运动时间均为t0=4×10-6s;当粒子速度为v1时,刚好垂直边界BB′射出区域Ⅰ。取π≈3,不计粒子所受重力。 求:
(1)粒子的比荷q/m;
(2)速度v0和v1的大小;
(3)速度为v1的粒子从O到DD′所用的时间。
如图所示,在第一、二象限存在场强均为E的匀强电场,其中第一象限的匀强电场的方向沿x轴正方向,第二象限的电场方向沿x轴负方向。在第三、四象限矩形区域ABCD内存在垂直于纸面向外的匀强磁场,矩形区域的AB边与x轴重合。M点是第一象限中无限靠近y轴的一点,在M点有一质量为m、电荷量为e的质子,以初速度v0沿y轴负方向开始运动,恰好从N点进入磁场,若OM=2ON,不计质子的重力,试求:
(1)N点横坐标d;
(2)若质子经过磁场最后能无限靠近M点,则矩形区域的最小面积是多少;
(3)在(2)的前提下,该质子由M点出发返回到无限靠近M点所需的时间。
如图所示,倾角为θ的固定斜面的底端有一挡板M,轻弹簧的下端固定在挡板M上,在自然长度下,弹簧的上端在O位置。质量为m的物块A(可视为质点)从P点以初速度v0沿斜面向下运动,PO=x0,物块A与弹簧接触后将弹簧上端压到O'点位置,然后A被弹簧弹回。A离开弹簧后,恰好能回到P点。已知A与斜面间的动摩擦因数为μ,重力加速度用g表示。求:
(1)物块A运动到O点的速度大小;
(2)O点和O'点间的距离x1;
(3)在压缩过程中弹簧具有的最大弹性势能EP。
甲、乙两小孩在平直跑道上做游戏,将质量为m=10kg的处于静止状态的物体,从同一起跑线开始分别沿直线推动。
(1)第一次只有甲用水平推力F1=50N持续作用在物体上,经过t1=3s,物体被推到距离起跑线x=18m的位置P点,求物体所受的阻力是多大?
(2)第二次只有乙用水平推力F2=30N持续作用在物体上,在t2=5s末撤去推力F2,求物体停止运动时距离起跑线多远?
如图所示,在y>0的空间中存在匀强电场,场强沿y轴负方向;在y<0的空间中,存在匀强磁场,磁场方向垂直xOy平面向外.一电荷量为q、质量为m的带正电的运动粒子,经过y轴上y=b处的点P1时速率为v0,方向沿x轴正方向;然后,经过x轴上x=2b处的P2点进入磁场,并经过y轴上y=-2b处的P3点,不计粒子重力.求:
(1)电场强度的大小;
(2)粒子到达P2时速度的大小和方向;
(3)磁感应强度的大小.
如图所示,带负电的小球静止在水平放置的两平行金属板间,距下板h=0.8 m.两板间的电势差为300 V,如果两板间电势差减小到60 V,则带电小球运动到极板上需多长时间?(取g=10 m/s2)