如图,从阴极K发射的热电子,重力和初速度均不计,通过加速电场后,沿图示虚线垂直射入匀强磁场区,磁场区域足够长,宽度为L=2.5cm。已知加速电压为U=182V,磁感应强度B=9.1×10-4T,电子的电量,电子质量。求:(1)电子在磁场中的运动半径R(2)电子在磁场中运动的时间t (结果保留)(3)若加速电压大小可以改变,其他条件不变,为使电子在磁场中的运动时间最长,加速电压U应满足什么条件?
一个质量为m带电量为q的小球,以初速度v0自离地面h高度处水平抛出。重力加速度为g,空气阻力忽略不计。(1)求小球自抛出到第一次落地点P的过程中发生的水平位移x的大小。(2)若在空间加一个竖直方向的匀强电场,发现小球以相同方式水平抛出后做匀速直线运动,请判断电场的方向并求出电场强度E的大小。(3)若在空间再加一个垂直纸面的匀强磁场,发现小球以相同方式水平抛出后第一次落地点仍然是P。已知OP间的距离大于h,请判断磁场的方向并求出磁感应强度B的大小。
频闪照相是研究物理问题的重要手段。如图所示是某同学研究一质量为m=0.5kg的小滑块从光滑水平面滑上粗糙斜面并向上滑动时的频闪照片。已知斜面足够长,倾角α=37°,闪光频率为10Hz。经测量换算获得实景数据:sl=s2=40cm,s3=35cm,s4=25cm,s5=15cm。(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8),设滑块通过平面与斜面连接处时没有能量损失。求(1)滑块沿水平面运动的速度大小;(2)滑块沿斜面向上运动的加速度及向上运动的最大距离;(3)试判断滑块在斜面上运动到最高点后,能否自行沿斜面下滑,并说明理由。
如图所示,在第一、二象限存在场强均为E的匀强电场,其中第一象限的匀强电场的方向沿x轴正方向,第二象限的电场方向沿x轴负方向。在第三、四象限矩形区域ABCD内存在垂直于纸面向外的匀强磁场,矩形区域的AB边与x轴重合。M点是第一象限中无限靠近y轴的一点,在M点有一质量为m、电荷量为e的质子,以初速度v0沿y轴负方向开始运动,恰好从N点进入磁场,若OM=2ON,不计质子的重力,试求:(1)N点横坐标d;(2)若质子经过磁场最后能无限靠近M点,则矩形区域的最小面积是多少;(3)在(2)的前提下,该质子由M点出发返回到无限靠近M点所需的时间。
如图所示,倾角为θ的固定斜面的底端有一挡板M,轻弹簧的下端固定在挡板M上,在自然长度下,弹簧的上端在O位置。质量为m的物块A(可视为质点)从P点以初速度v0沿斜面向下运动,PO=x0,物块A与弹簧接触后将弹簧上端压到O'点位置,然后A被弹簧弹回。A离开弹簧后,恰好能回到P点。已知A与斜面间的动摩擦因数为μ,重力加速度用g表示。求:(1)物块A运动到O点的速度大小;(2)O点和O'点间的距离x1;(3)在压缩过程中弹簧具有的最大弹性势能EP。
甲、乙两小孩在平直跑道上做游戏,将质量为m=10kg的处于静止状态的物体,从同一起跑线开始分别沿直线推动。(1)第一次只有甲用水平推力F1=50N持续作用在物体上,经过t1=3s,物体被推到距离起跑线x=18m的位置P点,求物体所受的阻力是多大?(2)第二次只有乙用水平推力F2=30N持续作用在物体上,在t2=5s末撤去推力F2,求物体停止运动时距离起跑线多远?