如右图,体积为V、内壁光滑的圆柱形导热气缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞;气缸内密封有温度为、压强为的理想气体.和分别为大气的压强和温度.已知:气体内能U与温度T的关系为,为正的常量;容器内气体的所有变化过程都是缓慢的.求(ⅰ)气缸内气体与大气达到平衡时的体积: (ii)在活塞下降过程中,气缸内气体放出的热量Q .
如图所示,半径为r的圆形区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场,圆心O1在x轴上,且OO1等于圆的半径。虚线MN平行于x轴且与圆相切,在MN的上方存在匀强电场和匀强磁场,电场强度的大小为E0,方向沿x轴的负方向,磁感应强度的大小为B0,方向垂直纸面向外。两个质量为m、电荷量为q的正粒子a、b,以相同大小的初速度从原点O射入磁场,速度的方向与x轴夹角均为30˚。两个粒子射出圆形磁场后,垂直MN进入MN上方场区中恰好都做匀速直线运动。不计粒子的重力,求:(1)粒子初速度v的大小。(2)圆形区域内磁场的磁感应强度B的大小。(3)只撤去虚线MN上方的磁场B0,a、b两个粒子到达y轴的时间差△t 。
一圆筒的横截面如图所示,其圆心为O。筒内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B。圆筒下面有相距为d的平行金属板M、N,其中M板带正电荷,N板带等量负电荷。质量为m、电荷量为q的带正电粒子自M板边缘的P处由静止释放,经N板的小孔S以速度v沿半径SO方向射入磁场中,粒子与圈筒发生两次碰撞后仍从S孔射出,设粒子与圆筒碰撞过程中没有动能损失,且电荷量保持不变,在不计重力的情况下,求:(1)M、N间电场强度E的大小;(2)圆筒的半径R;(3)保持M、N间电场强度E不变,仅将M板向上平移,粒子仍从M板边缘的P处由静止释放粒子自进入圆筒至从S孔射出期间,与圆筒的碰撞次数n。
如图所示平面直角坐标系xoy位于竖直平面内,在坐标系的整个空间存在竖直向上的匀强电场,在区域Ⅰ(0≤x≤L)还存在匀强磁场,磁场方向垂直于xoy平面向里。在x轴上方有一光滑弧形轨道PQ,PQ两点间竖直高度差为。弧形轨道PQ末端水平,端口为Q (3L,);某时刻一质量为m、带电荷量为+q的小球b从y轴上的M点进入区域I,其速度方向沿x轴正方向;小球b在I区内做匀速圆周运动。b进入磁场的同时,另一个质量也为m、带电荷量为 q的小球a从P点由静止释放。两小球刚好在x=2L上的N点(没具体画出)反向等速率相碰。重力加速度为g。求:(l)电场强度E;(2)a球到达N点时的速度v;(3)M点的坐标。
如图所示,平行板电容器上板M带正电,两板间电压恒为U,极板长为(1+)d,板间距离为2d,在两板间有一圆形匀强磁场区域,磁场边界与两板及右侧边缘线相切,P点是磁场边界与下板N的切点,磁场方向垂直于纸面向里,现有一带电微粒从板的左侧进入磁场,若微粒从两板的正中间以大小为v0水平速度进入板间电场,恰做匀速直线运动,经圆形磁场偏转后打在P点。(1)判断微粒的带电性质并求其电荷量与质量的比值;(2)求匀强磁场的磁感应强度B的大小;(3)若带电微粒从M板左侧边缘沿正对磁场圆心的方向射入板间电场,要使微粒不与两板相碰并从极板左侧射出,求微粒入射速度的大小范围。
如图所示,坐标系xOy在竖直平面内,水平轨道AB和斜面BC均光滑且绝缘,AB和BC的长度均为L,斜面BC与水平地面间的夹角θ=600ׁ,有一质量为m、电量为+q的带电小球(可看成质点)被放在A点。已知在第一象限分布着互相垂直的匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向上,场强大小,磁场为水平方向(图中垂直纸面向外),磁感应强度大小为B;在第二象限分布着沿x轴正向的水平匀强电场,场强大小。现将放在A点的带电小球由静止释放,则小球需经多少时间才能落到地面(小球所带的电量不变)?