如图所示,在xOy平面的第一象限内,分布有沿x轴负方向的场强E=
×104N/C的匀强电场,第四象限内分布有垂直纸面向里的磁感应强度B1="0.2" T的匀强磁场,第二、三象限内分布有垂直纸面向里的磁感应强度B2的匀强磁场。在x轴上有一个垂直于y轴的平板OM,平板上开有一个小孔P,P处连接有一段长度d=lcm内径不计的准直管,管内由于静电屏蔽没有电场。y轴负方向上距O点
cm的粒子源S可以向第四象限平面内各个方向发射a粒子,假设发射的a粒子速度大小v均为2×105m/s,此时有粒子通过准直管进入电场, 打到平板和准直管管壁上的a粒子均被吸收。已知a粒子带正电,比荷为
5×l07C/kg,重力不计,求:
(1)a粒子在第四象限的磁场中运动时的轨道半径和粒子从S到达P孔的时间;
(2)除了通过准直管的a粒子外,为使其余a粒子都不能进入电场,平板OM的长度至少是多长?
(3)经过准直管进入电场中运动的a粒子,第一次到达y轴的位置与O点的距离;
(4)要使离开电场的a粒子能回到粒子源S处,磁感应强度B2应为多大?
如图所示,粗糙斜面与光滑水平面通过半径可忽略的光滑小圆弧平滑连接,斜面倾角 α=37°,A、B是两个质量均为 m=1 kg的小滑块(可看做质点),C为左端附有胶泥的薄板(质量不计),D为两端分别连接 B和 C的轻质弹簧.当滑块 A置于斜面上且受到大小 F=4 N,方向垂直斜面向下的恒力作用时,恰能向下匀速运动.现撤去 F,让滑块 A从斜面上距斜面底端 L=1 m处由静止下滑.(g=10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8),求:
(1)滑块 A到达斜面底端时的速度大小;
(2)滑块 A与 C接触后粘连在一起,求此后两滑块和弹簧构成的系统在相互作用过程中,弹簧的最大弹性势能.
真空中足够大的两个相互平行的金属板 a和 b之间的距离为 d,两板之间的电压 Uab按图所示规律变化,其变化周期为 T。在 t=0时刻,一
带电粒子(+q)仅在该电场的作用下,由 a板从静止开始向 b板运动,并于 t=nT(n为自然数)时刻,恰好到达 b板.求
(1)带电粒子在匀强电场中的加速度大小为多少?
(2)若粒子在 t=时刻才开始从 a板运动,那么粒子运动时间 nT后,它将运动到离 a板多远的地方?
用30cm的细线将质量为4×10-3㎏的带电小球P悬挂在O点下,当空中有方向为水平向右,大小为1×104N/C的匀强电场时,小球偏转37°后处在静止状态(sin37°=0.6,c
os37°=0.8,g=10m/s2)。求:
(1)分析小球的带电性质
(2)求小球的带电量
(3)求细线的拉力
如图所示为一列简谐横波在某一时刻的波的图象,波的传播速度为5m/s,传播方向沿x正方向。求:
(1)该波的振幅、波长和周期。
(2)从图示时刻起,经过9s质点A运动的路程是多少?
(3)从图示时刻起,平衡位置位于x=22m处的质点至少再经多长时间才能到达波峰?
过山车是游乐场中常见的设施。下图是一种过山车的简易模型,它由水平轨道和在竖直平面内的三个圆形轨道组成,B、C、D分别是三个圆形轨道的最低点,B、C间距与C、D间距相等,半径
、
。一个质量为
kg的小球(视为质点),从轨道的左侧A点以
的初速度沿轨道向右运动,A、B间距
m。小球与水平轨道间的动摩擦因数
,圆形轨道是光滑的。假设水平轨道足够长,圆形轨道间不相互重叠。重力加速度取
,计算结果保留小数点后一位数字。试求
(1)小球在经过第一个圆形轨道的最高点时,轨道对小球作用力的大小;
(2)如果小球恰能通过第二圆形轨道,B、C间距
应是多少;
(3)在满足(2)的条件下,如果要使小球不能脱离轨道,在第三个圆形轨道的设计中,半径
应满足的条件;小球最终停留点与起点
的距离。