图是一种花瓣形电子加速器简化示意图,空间有三个同心圆a、b、c围成的区域,圆a内为无场区,圆a与圆b之间存在辐射状电场,圆b与圆c之间有三个圆心角均略小于90°的扇环形匀强磁场区Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ。各区感应强度恒定,大小不同,方向均垂直纸面向外。电子以初动能 从圆b上P点沿径向进入电场,电场可以反向,保证电子每次进入电场即被全程加速,已知圆a与圆b之间电势差为U,圆b半径为R,圆c半径为 ,电子质量为m,电荷量为e,忽略相对论效应,取 。
(1)当 时,电子加速后均沿各磁场区边缘进入磁场,且在电场内相邻运动轨迹的夹角 均为45°,最终从Q点出射,运动轨迹如图中带箭头实线所示,求Ⅰ区的磁感应强度大小、电子在Ⅰ区磁场中的运动时间及在Q点出射时的动能;
(2)已知电子只要不与Ⅰ区磁场外边界相碰,就能从出射区域出射。当 时,要保证电子从出射区域出射,求k的最大值。
如图所示,空间存在垂直XOY平面向里的匀强磁场,MN为一荧光屏,上下两面均可发光,当带电粒子打到屏上某点时,即可使该点发光,荧光屏位置如图,坐标为M(0,4.0),N(4.0,4.0)单位为cm。坐标原点O有一粒子源,可以发射沿XOY平面各个方向的电子(不计电子的重力),已知电子质量m=9.0×10-31kg,电量为e=1.6×10-19C,磁感应强度B=9.0×10-3T,求:
(1)若一电子以沿y轴正方向射入,求荧光屏上亮点坐标。
(2)若所有电子以射入,求能打到M点的电子的速度入射方向。(用与X轴正方向的夹角或夹角的三角函数值表示)
(3)若所有电子以射入,求荧光屏发光区域的坐标(坐标的单位为 cm)
如图所示,光滑水平面右端B处连接一个竖直的半径为R=0.4m的光滑半圆形轨道,B点为水平面与轨道的切点,用水平恒力F将质量m=2.0kg的小球从A点由静止开始推到B点后撤去恒力,AB间距离为L。(小球大小可以忽略,g=10m/s2)
(1)若小球恰好能到达C点,求小球在B点的速度大小。
(2)若小球沿半圆形轨道运动到C处后又正好落回A点,在完成上述运动过程中推力最小,求推力最小值为多少?此时L的长度为多少?
如图所示,是飞船控制中心的大屏幕上出现的一幅卫星运行轨迹图,它记录了“神舟”七号飞船在地球表面垂直投影的位置变化;图中表示在一段时间内飞船绕地球圆周飞行四圈,依次飞经中国和太平洋地区的四次轨迹①、②、③、④,图中分别标出了各地点的经纬度(如:在轨迹①通过赤道时的经度为西经157.5°,绕行一圈后轨迹②再次经过赤道时经度为180°……),已知地球半径为R,地球表面处的重力加速度为g
根据以上信息,试求:
⑴若神舟七号飞船运行的周期为T,则神舟七号的圆轨道离地面的高度是多少?(用已知量的字母表示)
⑵神舟七号飞船运行的周期T为多少分钟?
⑶神舟七号搭载的三名宇航员在24h内可以见到日落日出的次数应为多少?
如图所示,水平转台的半径为0.2m,在离转轴0.12m处,立一根直杆,杆顶系一根长0.3m的细线,线的另一端拴一个0.1kg的小球,当转台匀速转动时,小球随着转台一起作匀速圆周运动,拴小球的细线与直杆之间成37°角(sin37°=0.6,cos
37°="0.8," g取10m
/s2)。求:
(1)细线的拉力?
(2)转台的角速度?
如图所示,在水平路上骑摩托车的人,遇到一个壕沟,沟两岸高低差0.8m水平间距5m,(忽略空气阻力,g取10m/s2)求:摩托车要安全越过这个壕沟,水平飞出的速度至少多大?且落地时它的速度方向与地面的夹角的正切值是多大?