如图甲所示,在一水平放置的隔板MN的上方,存在一磁感应强度大小为B的匀强磁场,磁场方向如图所示。O为隔板上的一个小孔,通过O点可以从不同方向向磁场区域发射电量为+q,质量为m,速率为的粒子,且所有入射的粒子都在垂直于磁场的同一平面内运动。不计重力及粒子间的相互作用。(1)如图乙所示,与隔板成450角的粒子,经过多少时间后再次打到隔板上?此粒子打到隔板的位置与小孔的距离为多少?请画出轨迹图,并求解。(2)所有从O点射入的带电粒子在磁场中可能经过区域的面积为多少?请画出图示,并求解。
“电子能量分析器”主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成.偏转器是由两个相互绝缘、半径分别为RA和RB的同心金属半球面A和B构成,A、B为电势值不等的等势面,其过球心的截面如图所示.一束电荷量为e、质量为m的电子以不同的动能从偏转器左端M板正中间小孔垂直入射,进入偏转电场区域,最后到达偏转器右端的探测板N,其中动能为Ek0的电子沿等势面C做匀速圆周运动到达N板的正中间.忽略电场的边缘效应.(1)判断半球面A、B的电势高低,并说明理由;(2)求等势面C所在处电场强度E的大小;(3)若半球面A、B和等势面C的电势分别为φA、φB和φC,则到达N板左、右边缘处的电子,经过偏转电场前、后的动能改变量ΔEk左和ΔEk右分别为多少?(4)比较|ΔEk左|与|ΔEk右|的大小,并说明理由.
如图所示的坐标平面内,y轴左侧存在方向垂直纸面向外、磁感应强度大小B1=0.20 T的匀强磁场,在y轴的右侧存在方向垂直纸面向里,宽度d=12.5 cm的匀强磁场B2,某时刻一质量m=2.0×10-8 kg、电荷量q=+4.0×10-4 C的带电微粒(重力可忽略不计),从x轴上坐标为(-0.25 m,0)的P点以速度v0=2.0×103 m/s沿y轴正方向运动.试求:(1)微粒在y轴左侧磁场中运动的轨道半径;(2)微粒第一次经过y轴时,速度方向与y轴正方向的夹角;(3)要使微粒不能从右侧磁场边界飞出,B2应满足的条件.
如图,匀强电场中有一半径为r的光滑绝缘圆轨道,轨道平面与电场方向平行.a、b为轨道直径的两端,该直径与电场方向平行.一电荷量为q(q>0)的质点沿轨道内侧运动,经过a点和b点时对轨道压力的大小分别为FNa和FNb.不计重力,求电场强度的大小E、质点经过a点和b点时的动能.
如图所示,板长为L的平行板电容器倾斜固定放置,极板与水平线夹角θ=30°,某时刻一质量为m、带电荷量为q的小球由正中央A点静止释放,小球离开电场时速度是水平的(提示:离开的位置不一定是极板边缘),落到距离A点高度为h的水平面处的B点,B点放置一绝缘弹性平板M,当平板与水平夹角α=45°时,小球恰好沿原路返回A点.求:(1)电容器极板间的电场强度E;(2)平行板电容器的板长L;(3)小球在A、B间运动的周期T.
(1)地震波中既有横波又有纵波.如图所示,甲是日本地震中的一列横波在t=0时刻的波形图,乙为由这列横波引起的x=2 km处质点的振动图象. ①现测得该横波从震中传到仙台的时间是45 s,震中距离仙台有多远?②判断波的传播方向,并确定t=1.75 s时,x=4 km处的质点的位移.(2)如图,一个三棱镜的截面为等腰直角三角形ABC.一束光线沿平行于BC边的方向射到AB边,进入棱镜后直接射到AC边上,要求光线不能直接从AC界面射出,那么三棱镜的折射率需要满足什么条件?