1、简答题 如图所示的空间分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域,各边界面相互平行,Ⅰ区域存在匀强电场,电场强度E=1.0×104V/m,方向垂直边界面向右.Ⅱ、Ⅲ区域存在匀强磁场,磁场的方向分别为垂直纸面向外和垂直纸面向里,磁感应强度分别为B1=2.0T、B2=4.0T.三个区域宽度分别为d1=5.0m、d2=d3=6.25m,一质量m=1.0×10--8kg、电荷量q=1.6×10-6C的粒子从O点由静止释放,粒子的重力忽略不计.求:
(1)粒子离开Ⅰ区域时的速度大小v;
(2)粒子在Ⅱ区域内运动时间t;
(3)粒子离开Ⅲ区域时速度与边界面的夹角α.
2、简答题 一辆质量2吨的小轿车,驶过半径R=40m的一段圆弧形桥面,重力加速度g=10m/s2.求:
(1)若桥面为凹形,汽车以20m/s的速度通过桥面最低点时,对桥面压力是多大?
(2)若桥面为凸形,汽车以多大的速度经过桥顶时恰好对桥没有压力作用而腾空?
3、选择题 用长短不同、材料相同的同样粗细的细绳,各拴着一个质量相同的小球在光滑水平面上做匀速圆周运动,则两个小球( )
A.以相同的线速度运动时,长绳易断
B.以相同的角速度运动时,短绳易断
C.以相同的转速运动时,长绳易断
D.无论怎样,都是短绳易断
4、简答题 1932年Earnest?O.Lawrence提出回旋加速器的理论,1932年首次研制成功.它的主要结构是在磁极间的真空室内有两个半圆形半径为R的金属扁盒(D形盒)隔开相对放置,D形盒上加交变电压,其间隙处产生交变电场.置于中心A处的粒子源产生带电粒子射出来(带电粒子的初速度忽略不计),受到两盒间的电场加速,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计.在D形盒内不受电场,仅受磁极间磁感应强度为B的匀强磁场的洛伦兹力,在垂直磁场平面内作圆周运动.粒子的质量为m、电荷量为+q,在加速器中被加速,加速电压为U,加速过程中不考虑相对论效应和重力作用.回旋加速器的工作原理如图.求:
(1)粒子第2次经过两D形盒间狭缝后和第1次经过两D形盒间狭缝后的轨道半径之比r2:r1;?
(2)粒子从静止开始加速到出口处所需的时间t.?
(3)实际使用中,磁感应强度和加速电场频率都有最大值的限制.若某一加速器磁感应强度和加速电场频率的最大值分别为Bm、fm,试讨论粒子能获得的最大动能Ekm.
5、简答题 如图所示,平行板电容器板长为L,极板间距为2L,上板带正电,忽略极板外的电场.?O、O′是电容器的左右两侧边界上的点,两点连线平行于极板,且到上极板的距离为L/2.?在电容器右侧存在一个等腰直角三角形区域ABC,∠C=90°,底边BC与电容器的下极板共线,B点与下极板右边缘重合,顶点A与上极板等高.?在电容器和三角形区域内宥垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小分别为B1=B、B2=2B.一带正电的粒子以初速度v0从O点沿着00′方向射入电容器,粒子的重力和空气阻力均不计.
(1)若粒子沿?00′做直线运动,进人三角形区域后,恰从顶点?A飞出,求两极板间的电压U和带电粒子的比荷
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(2)若撤去电容器中磁场的同时,把三角形区域内的磁场方向变为垂直于纸面向外,但磁感应强度大小不变.此后,同一带电粒子仍以相同的初速度v0?从0点沿着?00′方向射入电容器,求粒子从三角形区域飞出时距离飞出边某一顶点的距离.