(19分) 如图所示,一个质量为、电荷量为的正离子,在处沿图示方向以一定的速度射入磁感应强度为的匀强磁场中,此磁场方向是垂直纸面向里。结果离子正好从距点为的小孔沿垂直于电场方向进入匀强电场,此电场方向与平行且向上,最后离子打在处,而处距点。不计离子重力,离子运动轨迹在纸面内。求:(1)正离子从处运动到处所需时间为多少?(2)正离子到达处时的动能为多少?
(16分)如图(a)所示,垂直于纸面向里的有界匀强磁场,MN是磁场的上边界,磁场宽度足够大,磁感应强度B0=1×10-4T.现有一比荷为=2×1011C/kg的正离子以某一速度从P点水平向右射入磁场,已知P点到边界MN的垂直距离d=20cm,不计离子的重力,试求:(1)若离子以速度v1=3×106m/s水平射入磁场,求该离子从MN边界射出时的位置到P点的水平距离s;(2)若要使离子不从MN边界射出磁场,求离子从P点水平射入的最大速度vm;(3)若离子射入的速度满足第(2)问的条件,离子从P点射入时,再在该磁场区域加一个如图(b)所示的变化磁场(正方向与B0方向相同,不考虑磁场变化所产生的电场),求该离子从P点射入到第一次回到P点所经历的时间t.
如图所示,光滑绝缘的细圆管弯成半径为R的半圆形,固定在竖直平面内,管口B、C的连线是水平直径.现有一带正电的小球(可视为质点)从B点正上方的A点自由下落,A、B两点间距离为4R.从小球进入管口开始,整个空间中突然加上一个匀强电场,电场力在竖直向上的分力大小与重力大小相等,结果小球从管口C处脱离圆管后,其运动轨迹经过A点.设小球运动过程中带电量没有改变,重力加速度为g,求:(1)小球到达B点的速度大小;(2)小球受到的电场力的大小;(3)小球经过管口C处时对圆管壁的压力.
如图所示,在一磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,垂直于磁场方向水平放置着两根相距为h=0.1m的平行光滑的金属导轨MN与PQ,导轨的电阻忽略不计.在两根导轨的端点N、Q之间连接一阻值R=0.3Ω的电阻,导轨上跨放着一根长为L=0.2m,每米长电阻r=2.0Ω/m的金属棒ab,金属棒与导轨正交,交点为c、d.当金属棒以速度v=4.0m/s向左做匀速运动时,试求:(1)电阻R中的电流强度大小和方向;(2)使金属棒做匀速运动的外力;(3)金属棒ab两端点间的电势差.
如图所示,起重机将重物吊运到高处的过程中经过A、B两点,重物的质量m="500" kg,A、B间的水平距离d ="10" m.重物自A点起,沿水平方向做v="1.0" m/s的匀速运动,同时沿竖直方向做初速度为零、加速度a=" 0.2" m/s2的匀加速运动,忽略吊绳的质量及空气阻力,取重力加速度g=" 10" m/s2.求:(1)定性画出重物由A到B的运动轨迹;(2)重物由A运动到B的时间;(3)重物经过B点时速度的大小;(4)由A到B的过程中,吊绳对重物所做的功.
如图为一块直角三棱镜,顶角A为30°。一束激光沿平行于BC边的方向射向直角边AB,并从AC边射出,出射光线与AC边夹角也为30°。求: ① 棱镜的折射率n;② 该激光在棱镜中的传播速度v。