(15分)某一水平面内有一直角坐标系平面,
和
的区间内有一沿
轴负方向的有理想边界的匀强电场,场强大小为
;在
和
的区间内有一沿
轴负方向的有理想边界的匀强电场场强大小为
且
一比荷为
带负电粒子从直角坐标系
平面内的坐标原点
以很小的速度进入匀强电场
,计算时不计此速度和粒子自身的重力,且只考虑粒子在
平面内的运动。试求:
(1)粒子从O点进入到离开处的电场所需的时间;
(2)电子离开处的电场时的坐标;
(3)电子离开处的电场时的速度大小和方向。
如图所示,摩托车做特技表演时,以v0=10.0m/s的初速度冲向高台,然后从高台水平飞出。若摩托车冲向高台的过程以P=4.0kw的额定功率行驶,冲到高台上所用时间t=3.0s,人和车的总质量kg,台高h=5.0m,摩托车的落地点到高台的水平距离x=10.0m。不计空气阻力,取
。求:
(1)摩托车从高台飞出到落地所用时间;
(2)摩托车落地时速度的大小;
(3)摩托车冲上高台过程中克服阻力所做的功。
如图所示,半径R="2" m 的四分之一粗糙圆弧轨道AB置于竖直平面内,轨道的B端切线水平,且距水平地面高度为h="1.25" m,现将一质量m="0.2" kg 的小滑块从A点由静止释放,滑块沿圆弧轨道运动至B点以的速度水平飞出(g取10 m/s2).求:
(1)小滑块经过B点时对圆轨道的压力大小;
(2)小滑块着地时的速度大小和方向.
在边长为2a的正△ABC内存在垂直纸面向里的磁感强度为B的匀强磁场,有一带正电q,质量为m的粒子从距A点的D点垂直AB方向进入磁场,如下图所示,求:
(1)粒子速率应满足什么条件,粒子能从AB间射出;
(2)粒子速率应满足什么条件,粒子能从AC间射出。
某塑料球成型机工作时.可以喷出速度v0=10m/s的塑料小球,已知喷出的每个小球的质量m=1.0×10-4kg,并且在喷出时已带了q= -1.0×10-4C的电荷量。如图所示,小球从喷口飞出后,先滑过长为d=1.5m的水平光滑的绝缘轨道,而后又滑过半径为R=0.4m的圆弧形竖立的光滑绝缘轨道并从某处飞出。今在水平轨道上加上水平向右的场强大小为E的匀强电场,小球将恰好从圆弧轨道的最高点M处水平飞出;若再在圆形轨道区域加上垂直纸面向里的匀强磁场后,小球将恰好滑过圆弧轨道上与圆心等高的N点,最后落入放在地面上接地良好的金属容器内,g取10m/s2,求:
(1)所加电场的场强E多大?
(2)所加磁感应强度B多大?在此种情况下,小球经过M点时对轨道的压力多大?
下图所示为对光电效应产生的光电子进行比荷(电荷量e与质量 m 之比)测定的简要原理图,两块平行金属板M.N相距为d,其中N为锌板,受某一紫外光照射后将激发沿不同方向运动的光电子,开关S闭合后电流表G有读数.如果调节变阻器R ,逐渐增大极板间电压,电流表G的读数将逐渐减小,当电压表的读数为U时,电流表G的读数恰为零.如果断开开关S,在金属板M.N间加上垂直纸面的匀强磁场,当磁感应强度为B时,电流表G的读数也恰为零.求光电子的比荷e/m 的表达式.