在空间中存在垂直纸面向里的匀强磁场,其竖直边界AB.CD的宽度为d,在边界AB左侧是竖直向下、场强为E的匀强电场,现有质量为m、带电量为+q的粒子(不计重力)从P点以大小为的水平初速度射入电场,随后与边界AB成45°射入磁场,若粒子能垂直CD边界飞出磁场,穿过小孔进入如图所示两竖直平行金属板间的匀强电场中减速至零且不碰到正极板。(1)求出粒子进入磁场时的速度大小;(2)求匀强磁场的磁感应强度B;(3)求金属板间的电压U的最小值。
某地区多发雾霾天气,PM2.5浓度过高,为防控粉尘污染,某同学设计了一种除尘方案,用于清除带电粉尘.模型简化如图所示,粉尘源从A点向水平虚线上方(竖直平面内)各个方向均匀喷出粉尘微粒,每颗粉尘微粒速度大小均为v=10 m/s,质量为m=5×10-10 kg,电荷量为q=+1×10-7 C,粉尘源正上方有一半径R=0.5 m的圆形边界匀强磁场,磁场的磁感应强度方向垂直纸面向外且大小为B=0.1 T的,磁场右侧紧靠平行金属极板MN、PQ,两板间电压恒为U0,两板相距d=1 m,板长l=1 m。不计粉尘重力及粉尘之间的相互作用,假设MP为磁场与电场的分界线。(已知,,若)求(1)微粒在磁场中的半径r并判断粒子出磁场的速度方向;(2)若粉尘微粒100%被该装置吸收,平行金属极板MN、PQ间电压至少多少?(3)若U0=0.9 V,求收集效率。(4)若两极板间电压在0~1.5 V之间可调,求收集效率和电压的关系。
如图甲所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置,其宽度L=1 m,一匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨的上端M与P之间连接一阻值为R=0.40 Ω的电阻,质量为m=0.01 kg、电阻为r=0.30 Ω的金属棒ab紧贴在导轨上.现使金属棒ab由静止开始下滑,下滑过程中ab始终保持水平,且与导轨接触良好,其下滑距离x与时间t的关系如图乙所示,图象中的OA段为曲线,AB段为直线,导轨电阻不计,g=10 m/s2(忽略ab棒运动过程中对原磁场的影响),试求:(1)当t=1.5 s时,重力对金属棒ab做功的功率;(2)金属棒ab从开始运动的1.5 s内,电阻R上产生的热量;(3)磁感应强度B的大小.
某运动员做跳伞训练,他从训练塔由静止跳下,跳离一段时间后再打开降落伞做减速下落。他打开降落伞后的速度图象如图所示(忽略降落伞打开过程的时间,且以打开降落伞瞬间开始计时),已知人的质量M="50" kg,降落伞质量m="50" kg,不计人所受的阻力,打开伞后伞所受阻力Ff 与速度v成正比,即Ff =kv (g取10 m/s2)。 求:(1)打开降落伞前运动员下落的距离 (2)打开伞后瞬间运动员的加速度a的大小和方向?
图示为一光导纤维(可简化为一长玻璃丝)的示意图,玻璃丝长为L,折射率为n,AB代表端面。已知光在真空中的传播速度为c.①为使光线能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面,求光线在端面AB上的入射角应满足的条件;②求光线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面所需的最长时间。
如图所示,光滑水平面上放置质量均为M="2" kg的甲、乙两辆小车,两车之间通过一感应开关相连(当滑块滑过两车连接处时,感应开关使两车自动分离,分离时对两车及滑块的瞬时速度没有影响),甲车上表面光滑,乙车上表面与滑块P之间的动摩擦因数=0.5。一根轻质弹簧固定在甲车的左端,质量为m="l" kg的滑块P(可视为质点)与弹簧的右端接触但不相连,用一根细线栓在甲车左端和滑块P之间使弹簧处于压缩状态,此时弹簧的弹性势能Eo=10J,弹簧原长小于甲车长度,整个系统处于静止状态.现剪断细线,滑块P滑上乙车后最终未滑离乙车,g取10m/s2.求:①滑块P滑上乙车前的瞬时速度的大小;②乙车的最短长度。