如图所示,M、N为两块带等量异种电荷的平行金属板,两板间电压可取从零到某一最大值之间的各种数值。静止的带电粒子带电量为+q,质量为m(不计重力),从点P经电场加速后,从小孔Q进入N板右侧的匀强磁场区域,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外,CD为磁场边界上的一绝缘板,它与N板的夹角为a=45°,孔Q到板的下端C的距离为L。当M、N两板间电压取最大值时,粒子恰垂直打在CD板上。求:(1)两板间电压的最大值Um;(2)CD板上可能被粒子打中的区域的长度。
如图所示,圆柱形区域的半径为R,在区域内有垂直于纸面向里,磁感应强度大小为B的匀强磁场;对称放置的三个相同的电容器,极板间距为d,极板电压为U,与磁场相切的极板,在切点处均有一小孔.一带电粒子,质量为m,带电荷量为+q,自某电容器极板上的M点由静止释放,M点在小孔a的正上方,若经过一段时间后,带电粒子又恰好返回M点,不计带电粒子所受重力,求:(1)带电粒子在磁场中运动的轨道半径;(2)U与B所满足的关系式;(3)带电粒子由静止释放到再次返回M点所经历的时间.
如图所示,一根轻质弹簧左端固定在水平桌面上,右端放一个可视为质点的小物块,小物块的质量为m=1.0 kg,当弹簧处于原长时,小物块静止于O点,现对小物块施加一个外力,使它缓慢移动,压缩弹簧(压缩量为x=0.1 m)至A点,在这一过程中,所用外力与弹簧压缩量的关系如图所示。然后释放小物块,让小物块沿桌面运动,已知O点至桌边B点的距离为L=2x。水平桌面的高为h=5.0 m,计算时,可取滑动摩擦力近似等于最大静摩擦力。(g取10 m/s2)求:(1)压缩弹簧过程中,弹簧存贮的最大弹性势能;(2)小物块到达桌边B点时速度的大小;(3)小物块落地点与桌边B的水平距离。
如图所示,竖直平面内轨道ABCD的质量M=0.4kg,放在光滑水平面上,其中AB段是半径为R=0.4m的光滑四分之一圆弧,在B点与水平轨道BD相切,水平轨道的BC段粗糙,动摩擦因数μ=0.4,长L=3.5m,CD段光滑,D端连一轻弹簧,现有一质量m=0.1kg的小物体(可视为质点)在距A点高为H=3.6m处由静止自由落下,恰沿A点滑入圆弧轨道(),求:①ABCD轨道在水平面上运动的最大速率;②小物体第一次演轨道返回A点时的速度大小。
过去已知材料的折射率都为正值(n>0),现针对某些电磁波设计的人工材料,其折射率都为负值(n<0),称为负折射率材料,电磁波从空气射入这类材料时,折射定律和电磁波传播规律仍然不变,但是折射线与入射线位于法线的同一侧(此时折射角取负值)。现空气中有一上下表面平行厚度为d=30cm,折射率n=-1.732的负折射率材料,一束电磁波从其上表面以入射角i=60°射入,从下表面射出,①请画出电磁波穿过该材料的示意图;②求电磁波穿过该材料所用的时间。
如图所示,一圆柱形绝热气缸竖直放置,通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体,活塞的质量为m,横截面积为S,与容器底部相距h,现通过电热丝缓慢加热气体,当气体的温度为时活塞上升了h,已知大气压强为,重力加速度为g,不计活塞与气缸间的摩擦,①求温度为时气体的压强;②现停止对气体加热,同时在活塞上缓慢添加沙粒,当添加沙粒的质量时,活塞恰好好回到原来位置,求此时气体的温度。