如图甲所示,有一粒子源发射具有沿轴线ABO方向,速度大小不同的粒子,粒子质量均为m,带电荷量均为q(q>0)。A.B是两个阀门,阀门后是一对平行极板,两极板间距为2d,上极板接地,下极板的电势随时间变化关系如图乙所示。O处是一与轴线垂直的接收屏,以O为原点,垂直于轴线ABO向上为y坐标轴正方向。不同速度的粒子打在接收屏上对应不同的坐标,其余尺寸见图。已知关系式。某时刻A开启,t/2后关闭,又经过t/2后B开启,再过t/2后B也关闭,以B开启的时刻作为图乙中计时零点。(不计粒子重力和粒子间的相互作用力)
(1)求能穿过A和B的粒子的最大速度和最小速度;
(2)上述两类粒子打在接收屏上的y坐标。
如图所示,一水平的传送带长为20m,以2m/s的速度匀速顺时针转动。已知该物体与传送带间的动摩擦因数为0.1,现将该物体由静止轻放到传送带的A端。求物体被送到另一端B点所需的时间。(g取10m/s2)
如图所示,真空中有以O′为圆心,r为半径的圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度为B。圆的最下端与x轴相切于直角坐标原点O,圆的右端与平行于y轴的虚线MN相切,在虚线MN右侧x轴上方足够大的范围内有方向竖直向下、场强大小为E的匀强电场,在坐标系第四象限存在方向垂直纸面向里、磁感应强度大小也为B的匀强磁场,现从坐标原点O沿y轴正方向发射速率相同的质子,质子在磁场中做半径为r的匀速圆周运动,然后进入电场到达x轴上的C点。已知质子带电量为+q,质量为m,不计质子的重力、质子对电磁场的影响及质子间的相互作用力。求:
(1)质子刚进入电场时的速度方向和大小;
(2)OC间的距离;
(3)若质子到达C点后经过第四限的磁场后恰好被放在x轴上D点处(图上未画出)的一检测装置俘获,此后质子将不能再返回电场,则CD间的距离为多少。
(12分)如图所示,在倾角为θ的绝缘斜面上,有相距为L的A、B两点,分别固定着两个带电量均为的正点电荷。O为AB连线的中点,a、b是AB连线上两点,其中Aa=Bb=
。一质量为m、电荷量为+q的小滑块(可视为质点)以初动能
从a点出发,沿AB直线向b点运动,其中小滑块第一次经过O点时的动能为
,第一次到达b点时的动能恰好为零,已知静电力常量为
。求:
(1)两个带电量均为的正点电荷在a点处的合场强大小和方向;
(2)小滑块由a点向b点运动的过程中受到的滑动摩擦力大小;
(3)aO两点间的电势差。
如图所示,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ为电场和磁场的理想边界,一束电子(电量为e,质量为m,重力不计)由静止状态从P点经过Ⅰ、Ⅱ间的电场加速后垂直到达边界Ⅱ的Q点。匀强磁场的磁感应强度为B,磁场边界宽度为d,电子从磁场边界Ⅲ穿出时的速度方向与电子原来的入射方向夹角为30°。求:
(1)电子在磁场中运动的时间t;
(2)若改变PQ间的电势差,使电子刚好不能从边界Ⅲ射出,则此时PQ间的电势差U是多少?
如图所示,两根平行光滑金属导轨MP、NQ与水平面成θ=37°角固定放置,导轨电阻不计,两导轨间距L="0.5" m,在两导轨形成的斜面上放一个与导轨垂直的均匀金属棒ab,金属棒ab处于静止状态,它的质量为。金属棒ab两端连在导轨间部分对应的电阻为R2=2Ω,电源电动势E=2V,电源内阻r=1Ω,电阻R1=2Ω,其他电阻不计。装置所在区域存在一垂直于斜面MPQN的匀强磁场。(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,
)求:
(1)所加磁场磁感应强度方向;
(2)磁感应强度B的大小。