如图所示,在xOy平面内,紧挨着的三个“柳叶”形有界区域①②③内(含边界上)有磁感应强度为B的匀强磁场,它们的边界都是半径为a的
圆,每个
圆的端点处的切线要么与x轴平行、要么与y轴平行。①区域的下端恰在O点,①②区域在A点平顺连接、②③区域在C点平顺连接。大量质量均为肌电荷量均为q的带正电的粒子依次从坐标原点O以相同的速率、各种不同的方向射入第一象限内(含沿x轴、y轴方向),它们只要在磁场中运动,轨道半径就都为口a在y≤-a的区域,存在场强为E的沿-x方向的匀强电场。整个装置在真空中,不计粒子重力、不计粒子之间的相互作用。
(1)粒子从O点出射时的速率v0;
(2)这群粒子中,从O点射出至运动到x轴上的最长时间;
(3)这群粒子到达少轴上的区域范围。
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如图所示.针管中气体的体积为V0、压强为p0;用力压活塞.使气体的体积减小△V。若针管中的气体可视为理想气体.其质量、温度在压缩前后均不变。
①求压缩前后.气体压强的变化量△P。
②压缩过程中.气体是吸热还是放热.内能如何变化?
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如图,xOy平面的第Ⅱ象限的某一区域有垂直于纸面的匀强磁场B1,磁场磁感应强度B1=1T,磁场区域的边界为矩形,其边分别平行于x、y轴。有一质量m=10-12kg、带正电q=10-7C的a粒子从O点以速度v0=105m/s,沿与y轴正向成θ=30°的方向射入第Ⅱ象限,经磁场偏转后,从y轴上的P点垂直于y轴射入第Ⅰ象限,P点纵坐标为yP=3m,y轴右侧和垂直于x轴的虚线左侧间有平行于y轴的匀强电场,a粒子将从虚线与x轴交点Q进入第Ⅳ象限,Q点横坐标
m,虚线右侧有垂直纸面向里的匀强磁场B2,其磁感应强度大小仍为1T。不计粒子的重力,求:
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(1)磁场B1的方向及a粒子在磁场B1的运动半径r1;
(2)矩形磁场B1的最小面积S和电场强度大小E;
(3)如在a粒子刚进入磁场B1的同时,有另一带电量为-q的b粒子,从y轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场,a、b粒子将发生迎面正碰,求M点纵坐标yM以及相碰点N的横坐标xN。
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如图所示,两条平行的金属导轨相距L=lm,水平部分处在竖直向下的匀强磁场B1中,倾斜部分与水平方向的夹角为37°,处于垂直于斜面的匀强磁场B2中,两部分磁场的大小均为0.5T。 金属棒MN和PQ的质量均为m=0.2kg,电阻分别为RMN=0.5Ω和RPQ=1.5Ω。MN置于水平导轨上,与水平导轨间的动摩擦因数μ=0.5,PQ置于光滑的倾斜导轨上,两根金属棒均与导轨垂直且接触良好。从t=0时刻起,MN棒在水平外力F1的作用下由静止开始以a=2m/s2的加速度向右做匀加速直线运动,PQ则在平行于斜面方向的力F2作用下保持静止状态。不计导轨的电阻,水平导轨足够长,MN始终在水平导轨上运动。求:
(1)t=5s时,PQ消耗的电功率;
(2)t=0~2.0s时间内通过PQ棒的电荷量;
(3)规定图示F1、F2方向作为力的正方向,分别求出F1、F2随时间t变化的函数关系;
(4)若改变F1的作用规律,使MN棒的运动速度v与位移s满足关系:
,PQ棒仍然静止在倾斜轨道上。求MN棒从静止开始到s=5m的过程中,F1所做的功。
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某汽车研发机构在汽车的车轮上安装了小型发电机,将减速时的部分动能转化并储存在蓄电池中,以达到节能的目的.某次测试中,汽车以额定功率行驶700 m后关闭发动机,测出了汽车动能Ek与位移x的关系图像如图,其中①是关闭储能装置时的关系图线,②是开启储能装置时的关系图线.已知汽车的质量为1000 kg,设汽车运动过程中所受地面阻力恒定,空气阻力不计,求:
(1)汽车受到地面的阻力和汽车的额定功率P;
(2)汽车加速运动500m所用的时间t;
(3)汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能E=?
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相距很近的平行板电容器,在两板中心各开有一个小孔,如图5甲所示,靠近A板的小孔处有一电子枪,能够持续均匀地发射出电子,电子的初速度为v0 ,质量为m,电量为-e,在AB 两板之间加上图5乙所示的交变电压,其中0< k <1,U0=
;紧靠B 板的偏转电场电压也等于U0 ,板长为L,两板间距为d,距偏转极板右端L/2处垂直放置很大的荧光屏PQ。不计电子的重力和它们之间的相互作用,电子在电容器中的运动时间可以忽略不计。
(1)在0—T 时间内,荧光屏上有两个位置会发光,试求这两个发光点之间的距离。(结果用L、d 表示,第(2 )小题亦然)
(2)只调整偏转电场极板的间距(仍以虚线为对称轴),要使荧光屏上只出现一个光点,极板间距应满足什么要求?
(3)撤去偏转电场及荧光屏,当k 取恰当的数值,使在0—T 时间内通过电容器B 板的所有电子,能在某一时刻形成均匀分布的一段电子束,求k 值。
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如图所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道间距l=0.20 m,电阻R=1 W,有一质量为m=1kg的金属棒MN平放在轨道上,与两轨道垂直,金属棒及轨道的电阻可忽略不计,整个装置处于垂直轨道平面向下的匀强磁场中,磁感应强度B=5T,现用拉力F平行轨道方向拉金属棒,使棒做初速为零的匀加速直线运动,加速度a=1m/s2,试求:
(1)第2s末安培力FA的大小;
(2)在虚线方框内画出拉力F随时间t变化的图线(要标出坐标值);
(3)当拉力F=4N时,电路消耗的电功率;
(4)若拉力F的最大值为5N,流过电阻R的最大电流为多大?
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如图D、E、F、G为地面上水平间距相等的四点,三个质量相同的小球A、B、C分别在E、F、G的正上方不同高度处,以相同的水平初速度向左抛出,最后均落到D点。若不计空气阻力,则可判断A、B、C三个小球
A.初始离地面的高度之比为1:3:5
B.落地时重力的瞬时功率之比为1:2:3
C.落地时三个小球的速度大小之比为1:2:3
D.从抛出到落地过程中,动能的变化量之比为1:2:3
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如图所示,倾角为θ的足够长传送带以恒定的速率v0沿逆时针方向运行。t=0时,将质量m=1kg的小物块(可视为质点)轻放在传送带上,物块速度随时间变化的图象如图所示。设沿传送带向下为正方向,取重力加速度g=10m/s2。则
A.摩擦力的方向始终沿传送带向下
B.1~2s内,物块的加速度为2m/s2
C.传送带的倾角θ=30°
D.物体与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5
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