如图所示,两水平放置的平行金属板a、b,板长L=0.2m,板间距d=0.2m.两金属板间加可调控的电压U,且保证a板带负电,b板带正电,忽略电场的边缘效应.在金属板右侧有一磁场区域,其左右总宽度s=0.4m,上下范围足够大,磁场边界MN和PQ均与金属板垂直,磁场区域被等宽地划分为n(正整数)个竖直区间,磁感应强度大小均为B=5×10﹣3T,方向从左向右为垂直纸面向外、向内、向外….在极板左端有一粒子源,不断地向右沿着与两板等距的水平线OO′发射比荷=1×108C/kg、初速度为v0=2×105m/s的带正电粒子.忽略粒子重力以及它们之间的相互作用.
(1)当取U何值时,带电粒子射出电场时的速度偏向角最大;
(2)若n=1,即只有一个磁场区间,其方向垂直纸面向外,则当电压由0连续增大到U过程中带电粒子射出磁场时与边界PQ相交的区域的宽度;
(3)若n趋向无穷大,则偏离电场的带电粒子在磁场中运动的时间t为多少?
在竖直平面内有一个光滑的半圆轨道,轨道两端连线即直径在竖直方向,轨道半径为0.9m,一个质量为0.5kg的小球以一定的初速度滚上轨道(g=10m/s2)。求:
(1)小球在最高点不脱离轨道的最小速率是多少?
(2)小球在最高点速率v=4m/s时,小球对轨道的压力是多少?
(3)小球以v=4m/s的速率从最高点离开轨道,落地时的速度大小?速度方向与地面夹角的正切值?
设光滑水平面上有一质量为m的物体,初速度为v1,在与运动方相同的恒力F的作用下,发生一段位移s,速度变为v2,如图所示。
(1)试利用牛顿第二定律和运动学规律推导出F做功与物体动能变化间的关系。
(2)若已知m=2kg,v1=10m/s,F=100N, s=3m,求末速度v2大小。
一个电子和一个正电子对撞发生湮灭而转化为一对光子,设正负电子对撞前的质量均为m,动能均为Ek,光速为c,普朗克常量恒为h.求:
①写出该反应方程;
②对撞过程中的质量亏损和转化成的光子在真空中波长λ.
如图所示,有A、B两质量为M= 100kg的小车,在光滑水平面以相同的速率v0=2m/s在同一直线上相对运动,A车上有一质量为m = 50kg的人至少要以多大的速度(对地)从A车跳到B车上,才能避免两车相撞?
电视机的遥控器发出频率为2.5×1013Hz的红外线,传到3m远的电视遥控接收装置,需要多长时间?在这个距离中有多少个波长?(已知红外线在空气中的速度为3×108m/s)