如图所示,中轴线PQ将矩形区域MNDC分成上、下两部分,上部分充满垂直纸面向外的匀强磁场,下部分充满垂直纸面向内的匀强磁场,磁感应强度皆为B.一质量为m、带电荷量为q的带正电粒子从P点进入磁场,速度与边MC的夹角θ=30°.MC边长为a,MN边长为8a,不计粒子重力.求:(1)若要该粒子不从MN边射出磁场,其速度最大值是多少?(2)若要该粒子恰从Q点射出磁场,其在磁场中的运行时间最少是多少?
图为沿x轴向右传播的简谐横波在t=1.2 s时的波形,位于坐标原点处的观察者测到在4 s内有10个完整的波经过该点。 ⑴求该波的波幅、频率、周期和波速。 ⑵画出平衡位置在x轴上P点处的质点从此时刻起在0-0.6 s内的振动图象。
在如图所示xoy坐标系第一象限的三角形区域(坐标如图中所标注)内有垂直于纸面向外的匀强磁场,在x 轴下方有沿+y方向的匀强电场,电场强度为E。将一个质量为m、带电量为+q的粒子(重力不计)从P(-a,0)点由静止释放。由于x轴上存在一种特殊物质,使粒子每经过一次x轴后速度大小变为穿过前的倍。 (1)欲使粒子能够再次经过x轴,磁场的磁感应强度B0最小是多少? (2)在磁感应强度等于第(1)问中B0的情况下,求粒子在磁场中的运动时间; (3)若磁场的磁感应强度变为第(1)问中B0的2倍,求粒子运动的总路程。
空间有一竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=0.8T,两相同的长方形金属板MN、PQ竖直平行放置,俯视如图。两板间距L=0.20m,与两板间距等长的金属棒AB垂直放在金属板上,可无摩擦滑动,其电阻R0=4Ω,金属板的右边接有如图电路,电阻R1=4Ω,R,2=2Ω。现有不计重力的带电粒子以v0=2m/s的水平初速度射入两板间,问: (1)欲使粒子能保持水平方向做匀速直线运动,金属棒AB运动速度的大小和方向; (2)若金属棒AB保持以(1)中速度做匀速滑动,作用在AB上的外力多大; (3)若使金属棒在稳定运动过程中突然停止,则在停止运动的瞬间,作用在棒上的磁场力大小与方向。
如图所示,从A点以v0=4m/s的水平速度抛出一质量m=1kg的小物块(可视为质点),当物块运动至B点时,恰好沿切线方向进入光滑圆弧轨道BC,经圆弧轨道后滑上与C点等高、静止在粗糙水平面的长木板上,圆弧轨道C端切线水平。已知长木板的质量M=4kg,A、B两点距C点的高度分别为H=0.6m、h=0.15m,R=0.75m,物块与长木板之间的动摩擦因数μ1=0.5,长木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.2,g=10m/s2。求: (1)小物块运动至B点时的速度大小和方向; (2)小物块滑动至C点时,对圆弧轨道C点的压力; (3)长木板至少为多长,才能保证小物块不滑出长木板。
卢瑟福用α粒子轰击氮原子核,产生了氧的一种同位素和一个质子。其核反应程为。在些反应室内有“α粒子、氮原子核、质子、氧的同位素”共存,它们间常发生碰撞。设有速度为v的氮核与静止的质子发生弹性正碰,求碰撞后两个粒子的速度。已知氮核的质量mN质子的质量mH(只要求写出方程或方程组即可,不要求解方程)。