如图所示,在一个圆形区域内,两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径A2A4为边界的两个半圆形区域Ⅰ、Ⅱ中,A2A4与A1A3的夹角为60°。一质量为m,带电量为+q的粒子以某一速度从Ⅰ区的边缘点A1处沿与A1A3成30°角的方向射入磁场,随后该粒子以垂直于A2A4的方向经过圆心O进入Ⅱ区,最后再从A4处射出磁场。已知该粒子从射入到射出磁场所用的时间为t,求Ⅰ区和Ⅱ区中的磁感应强度的大小。(忽略粒子重力)。
如图所示,足够长的光滑斜面与水平面的夹角为,斜面下端与半径的半圆形轨道平滑相连,连接点为C,半圆形轨道最低点为B,半圆形轨道最高点为A,已知,,已知当地的重力加速度为。 (1)若将质量为的小球从斜面上距离C点为的斜面上D点由静止释放,则小球到达半圆形轨道最低点B时,对轨道的压力多大? (2)要使小球经过最高点A时不能脱离轨道,则小球经过A点时速度大小应满足什么条件? (3)当小球经过A点处的速度大小为多大时,小球与斜面发生一次弹性碰撞后还能沿原来的运动轨迹返回A点?
如图所示,半径为R的空心球壳,固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上,转台转轴与过球壳球心O的对称轴重合。转台以一定角速度匀速转动,一质量为的小物块放入球壳内,经过一段时间后小物块随球壳一起转动且相对球壳静止,它和O点的连线与之间的夹角为,重力加速度大小为。 (1)若,小物块受到的摩擦力恰好为零,求。 (2)若,求小物块受到的摩擦力大小和方向。
如图所示,A.B两物体在同一直线上运动,当它们相距时,A在水平拉力和摩擦了的作用下,正以的速度向右做匀速运动,而物体B此时速度向右,以的加速度做匀减速运动,求: (1)经过多长时间A追上B。 (2)若,则又经过多长时间A追上B。
如右图所示,在矩形ABCD区域内,对角钱BD以上的区域存在有平行于AD向下的匀强电场,对角线BD以下的区域存在有垂直于纸面的匀强磁场(图中未标出),矩形AD边长L,AB边长为2L。一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子(重力不计)以初速度vo从A点沿AB方向进入电场,在对角线BD的中点P处进入磁场,并从DC边上以垂直于DC边的速度离开磁场(图中未画出),求: (1)电场强度E的大小 (2)带电粒子经过P点时速度v的大小和方向: (3)磁场的磁感应强度B的大小和方向。
(12分) 回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒,两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两D形金属盒处于垂直于盒底面的匀强磁场,D形盒中央为质子流,D形盒的交流电压为U,静止质子经电场加速后,进入D形盒,其最大轨道半径为R,磁场的磁感应强度为B,质子质量为m.电荷量为q,求: (1)交流电源的频率是多少. (2)质子经回旋加速器最后得到的最大动能多大; (3)质子在D型盒内运动的总时间t(狭缝宽度远小于R,质子在狭缝中运动时间不计)