在双缝干涉实验中,已知双缝间距离是0.2 mm,双缝到光屏的距离为80 cm.某单色光的干涉图样中第一条亮纹中央到第四条亮纹中央的距离为7.80 mm,据此求单色光的波长是多少.
如图所示,在坐标系Oxy的第一象限中存在沿y轴正方向的匀速磁场,场强大小为E。在其它象限中存在匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里。A是y轴上的一点,它到坐标原点O的距离为h;C是x轴上的一点,到O的距离为L。一质量为m,电荷量为q的带负电的粒子以某一初速度沿x轴方向从A点进入电场区域,继而通过C点进入磁场区域。并再次通过A点,此时速度方向与y轴正方向成锐角。不计重力作用。试求:⑴粒子经过C点速度的大小和方向;⑵磁感应强度的大小B。
下图是导轨式电磁炮实验装置示意图。两根平行长直金属导轨沿水平方向固定,其间安放金属滑块(即实验用弹丸)。滑块可沿导轨无摩擦滑行,且始终与导轨保持良好接触。电源提供的强大电流从一根导轨流入,经过滑块,再从另一导轨流回电源。滑块被导轨中的电流形成的磁场推动而发射。在发射过程中,该磁场在滑块所在位置始终可以简化为匀强磁场,方向垂直于纸面,其强度与电流的关系为B=kI,比例常量k=2.5×10-6T/A。已知两导轨内侧间距l=1.5cm,滑块的质量m=30g,滑块沿导轨滑行5m后获得的发射速度v=3.0km/s(此过程视为匀加速运动)。(1)求发射过程中电源提供的电流强度。(2)若电源输出的能量有4%转换为滑块的动能,则发射过程中电源的输出功率和输出电压各是多大?(3)若此滑块射出后随即以速度v沿水平方向击中放在水平面上的砂箱,它嵌入砂箱的深度为s'。设砂箱质量为M,滑块质量为m,不计砂箱与水平面之间的摩擦。求滑块对砂箱平均冲击力的表达式。
某植物园的建筑屋顶有太阳能发电系统,用来满足园内用电需要。已知该发电系统的输出功率为1.0×105W,输出电压为220V。求:①按平均每天太阳照射6小时计,该发电系统一年(365天计)能输出多少电能?②该太阳能发电系统除了向10台1000W的动力系统正常供电外,还可以同时供园内多少盏功率为100W,额定电压为220V的照明灯正常工作?③由于发电系统故障,输出电压降为110V,此时每盏功率为100W、额定电压为220V的照明灯消耗的功率等是其正常工作时的多少倍?
电热毯、电饭锅等人们常用的电热式家用电器,他们一般具有加热和保温功能,其工作原理大致相同。图①为某种电热式电器的简化电路图,主要远件有电阻丝R1、R2和自动开关S。(1)当自动开关S闭合和断开时,用电器分别处于什么状态?(2)用电器由照明电路供电(U=220V,设加热时用电器的电功率为400W,保温时用电器的电动功率为40W,则R1和R2分虽为多大?(3)若将图①中的自动开关S换成理想的晶体二极管D,如图②所示,其它条件不变,求该用电器工作1小时消耗的电能。
有人设想用题图所示的装置来选择密度相同、大小不同的球状纳米粒子。粒子在电离室中电离后带正电,电量与其表面积成正比。电离后,粒子缓慢通过小孔O1进入极板间电压为U的水平加速电场区域I,再通过小孔O2射入相互正交的恒定匀强电场、磁场区域II,其中磁场的磁感应强度大小为B,方向如图。收集室的小孔O3与O1、O2在同一条水平线上。半径为r0的粒子,其质量为m0、电量为q0刚好能沿O1O3直线射入收集室。不计纳米粒子重力。()(1)试求图中区域II的电场强度;(2)试求半径为r的粒子通过O2时的速率;(3)讨论半径r≠r2的粒子刚进入区域II时向哪个极板偏转。