有人设计了一种带电颗粒的速率分选装置,其原理如题图所示,两带电金属板间有匀强电场,方向竖直向上,其中PQNM矩形区域内还有方向垂直纸面向外的匀强磁场。一束比荷(电荷量与质量之比)均为1k的带正电颗粒,以不同的速率沿着磁场区域的水平中心线O`O进入两金属板之间,其中速率为v0的颗粒刚好从Q点处离开磁场,然后做匀速直线运动到达收集板。重力加速度为g,PQ=3d,NQ=2d,收集板与NQ的距离为l,不计颗粒间相互作用。求
(1)电场强度E的大小; (2)磁感应强度B的大小; (3)速率为λv0λ>1的颗粒打在收集板上的位置到O点的距离。
(8分)如图所示,重力G1=8 N的砝码悬挂在绳PA和PB的结点上, PA偏离竖直方向37°角,PB水平且连在所受重力为G2=100 N的木块上,木块静止于倾角为37°的斜面上, (取,已知,),试求: (1) 绳PB上的拉力的大小 (2)木块所受斜面的弹力与摩擦力.
(10分)在一条平直公路上,甲、乙两辆汽车原来静止,乙车在前,甲车在后,两者之间的距离为l0=85m,t=0时甲车开始向右做匀加速直线运动,加速度a1=2.5m/s2,甲车运动t0=6.0s后,乙车开始向右做匀加速直线运动,加速度a2=5.0m/s2,求: (1)乙车开始运动时两车之间的距离 (2)经多长时间两车第一次相遇 (3)两次相遇之间两车的最远距离
(7分)从160 m高空静止的汽球上自由落下一物体,此物体下落第2 s末张开降落伞匀速下落,求物体落到地面上所用的时间。
(8分)如图所示,在矩形abcd区域内存在着匀强磁场,两个不同带电粒子从顶角c处沿cd方向射入磁场,分别从p、q两处射出。已知cp连线和cq连线与ca边分别成30°和60°角,不计两粒子的重力。 (1)若两粒子的比荷相同,求两粒子在磁场中运动的时间之比; (2)若两粒子比荷不同,但都是由静止经同一电场加速后进入磁场的,求两粒子在磁场中运动的速率之比。
(12分)如图所示,在直角坐标系的第二象限和第四象限中的直角三角形区域内,分布着磁感应强度均为B=5.0×10-3T的匀强磁场,方向分别垂直纸面向外和向里。一质量m=6.4×10-27kg、电荷量q=+3.2×10-19C的带电粒子(带电粒子重力不计),由静止开始经加速电压U=1250V的电场(图中未画出)加速后,从坐标点M(-4,)m处平行于x轴向右运动,并先后通过两个匀强磁场区域。 (1)求带电粒子在磁场中的运动半径;(结果保留根号) (2)在图中画出从直线x=-4m到直线x=4m之间带电粒子的运动轨迹; (3)求出带电粒子在两个磁场区域偏转所用的时间。