如图所示,在真空中半径r=3.0×10-2m的圆形区域内,有磁感应强度B=0.2T、方向垂直向里的匀强磁场,带正电的粒子以初速度υo=1.0×106m/s从磁场边界上的a端沿各个方向射入磁场,速度方向都垂直于磁场方向,已知ab为直径,粒子的比荷詈=1.0×108C/kg,不计粒子重力,取sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:粒子做圆周运动的半径。粒子在磁场中运动的最长时间。若射人磁场的速度改为υo=3.0×105m/s,其他条件不变,求磁场边界上有粒子击中的圆弧的长度。
如图所示,平行四边形CDEF的DE边的长度是CD边的长度的2倍,CD的长度为d,且CD边与对角线DF垂直,垂直平行四边形平面的匀强磁场仅分布在平行四边形CDEF内部,CF边界以上的足够大区域内有如图所示的匀强电场。一束比荷为k的正粒子以相同速率v从D点沿DE方向射入磁场,不计粒子之间的作用,假设粒子都能从CF边上射出磁场,试求:(1)匀强磁场的磁感应强度范围;(2)要使带电粒子离开磁场的速度方向恰好与CF垂直,求此时的磁感应强度;(3)若满足条件(2)的粒子在电场中的运动轨迹与DF延长线的交点到F点的距离为3d,求匀强电场的电场强度E0。
如图所示,光滑的定滑轮上绕有轻质柔软细线,线的一端系一质量为m=0.1kg、电阻为r=1Ω的金属杆,另一端施加竖直向下F=3N的拉力。在竖直平面内有间距为L=0.5m的足够长的平行金属导轨PQ、EF,在QF之间连接有阻值为R=3Ω的电阻,其余电阻不计,磁感应强度为B0=2T的匀强磁场与导轨平面垂直,开始时金属杆置于导轨下端QF处,在拉力F的作用下从静止运动,当金属杆上升h=2m高度恰好达到稳定速度而匀速上升。运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好(忽略所有摩擦,重力加速度为g)。求:(1)金属杆匀速上升的速度v及金属杆从静止到上升h=2m的过程中,电阻R中产生的焦耳热QR;(2)若将金属杆上升h=2m时的时刻记作t=0,速度记为v0,从此时刻起,磁感应强度逐渐减小,若此后金属杆中恰好不产生感应电流,则磁感应强度B怎样随时间t变化(写出B与t的关系式)。
如图所示为水上滑梯的简化模型:倾角θ=37°斜滑道AB和水平滑道BC平滑连接,起点A距水面的高度H=7m,BC长d=2m,端点C距水面的高度h=1m。质量m=50kg的运动员从滑道起点A点无初速地自由滑下,运动员与AB、BC间的动摩擦因数均为μ=0.1。已知cos37°=0.8,sin37°=0.6,运动员在运动过程中可视为质点,g取10 m/s2。求:(1)运动员从A滑到C的过程中克服摩擦力所做的功W;(2)运动员到达C点时的速度大小υ;(3)保持水平滑道端点在同一竖直线上,调节水平滑道高度h和长度d到图中B′C′ 位置时,运动员从滑梯平抛到水面的水平位移最大,求此时滑道B′C ′ 距水面的高度h′。
如图所示,在光滑的水平面上,质量为4m、长为L的木板右端紧靠竖直墙壁,与墙壁不粘连。质量为m的小滑块(可视为质点)以水平速度v0滑上木板左端,滑到木板右端时速度恰好为零。现小滑块以水平速度v滑上木板左端,滑到木板右端时与竖直墙壁发生弹性碰撞,小滑块弹回后,刚好能够滑到木板左端而不从木板上落下,求的值。
如图所示,折射率为的两面平行的玻璃砖,下表面涂有反射物质,右端垂直地放置一标尺MN。一细光束以45°角度入射到玻璃砖的上表面,会在标尺上的两个位置出现光点,若两光点之间的距离为a(图中未画出),则光通过玻璃砖的时间是多少?(设光在真空中的速度为c,不考虑细光束在玻璃砖下表面的第二次反射)