如图所示,长为L的光滑水平轨道PQ与两个曲率半径相同的光滑圆弧轨道相连,圆弧轨道与水平轨道连接处的切线为水平方向,A球以速度v0向右运动,与静止于水平轨道中点处的小球B发生碰撞,碰撞时无机械能损失,已知A、B两球的质量分别为mA,mB,且mA:mB=1:4,小球在圆弧轨道上的运动可认为是简谐运动。(每次碰撞均无机械能损失)试求:(1)第一次碰撞刚结束时小球A、B各自的速度。(2)两球第二次碰撞位置距Q点多远?(3)讨论小球第n次碰撞结束时各自的速度。
一质量为m,电荷量为q的带负电的带电粒子,从A点射入宽度为d、磁感应强度为B的匀强磁场,MN、PQ为该磁场的边界线,磁感线垂直于纸面向里,如图所示带电粒子射入时的初速度与PQ成角,且粒子恰好没有从MN射出。(不计粒子所受重力) (1)求该带电粒子的初速度; (2)求该带电粒子从PQ边界射出的射出点到A点的距离x。
处于水平面的平行金属导轨MN与PQ间距为L,两导轨接在电动势为E,内阻为r的电源上,质量为m的直金属杆ab沿垂直导轨方向架在导轨上,ab杆的电阻为R,两金属导轨电阻不计,整个装置处于斜向上的匀强磁场中,已知磁感应强度为B,磁场方向与水平面之间的夹角为,如图所示,闭合开关S后,ab杆静止在水平导轨上不动,求此时ab杆所受摩擦力及导轨支持力为多大?
飞行时间质谱仪可以对气体分子进行分析.如图所示,在真空状态下,脉冲阀 P 喷出微量气体,经激光照射产生不同价位的正离子,自 a 板小孔进入 a 、 b 间的加速电场,从 b 板小孔射出,沿中线方向进入 M 、 N 板间的偏转控制区,到达探测器.已知元电荷电量为 e , a 、 b 板间距为 d ,极板 M 、 N 的长度和间距均为 L .不计离子重力及进入 a 板时的初速度.
(1)当 a、b 间的电压为 U 1 时,在 M 、 N 间加上适当的电压 U 2 ,使离子到达探测器。请导出离子的全部飞行时间与比荷 K ( K= n e m )的关系式。 (2)去掉偏转电压 U 2 ,在 M、N 间区域加上垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度 B ,若进入 a、b 间所有离子质量均为 m ,要使所有的离子均能通过控制区从右侧飞出, a、b 间的加速电压 U 1 至少为多少?
如图所示,相距20 cm的两根光滑平行铜导轨,导轨平面倾角为=,上面放着质量为80 g的金属杆ab,整个装置放在B="0.2" T的匀强磁场中。 (1)若磁场方向竖直向下,要使金属杆静止在导轨上,必须通以多大的电流? (2)若磁场方向垂直斜面向下,要使金属杆静止在导轨上,必须通过多大的电流?
真空中有足够大的两个互相平行的金属板,、之间的距离为,两板之间的电压为,按如图所示的规律变化,其周期为,在=0时刻,一带正电的的粒子仅在电场力作用下,由板从静止向板运动,并于(为自然数)时刻恰好到达板,求: (1)若该粒子在时刻才从板开始运动,那么粒子经历同样长的时间,它能运动到离板多远的距离? (2)若该粒子在时刻才从板开始运动,那么粒子经历多长的时间到达板。