回旋加速器的工作原理如图甲所示,置于真空中的D形金属盒半径为R,两盒间狭缝的间距为d,磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直,被加速粒子的质量为m,电荷量为+q,加在狭缝间的交变电压如图乙所示,电压值的大小为U0.周期T= .一束该种粒子在t=0~时间内从A处均匀地飘入狭缝,其初速度视为零.现考虑粒子在狭缝中的运动时间,假设能够出射的粒子每次经过狭缝均做加速运动,不考虑粒子间的相互作用.求:
(1)出射粒子的动能Em;
(2)粒子从飘入狭缝至动能达到Em所需的总时间t0;
(3)要使飘入狭缝的粒子中有超过99%能射出,d应满足的条件.
如图表示磁流体发电机的原理:将一束等离子体以速度v喷射入磁感应强度为B的磁场中速度方向水平向里且垂直磁场,在磁场中有两块金属板A、B,板间距离为d,金属板上会聚集电荷,产生电压,不计等离子体重力和电阻,以下说法正确的是
A. 流过R的电流方向为从上向下
B. R上电压最终会稳定且等于Bdv
C. 其他条件不变,只增大磁感应强度,AB间电势差减小
D. 其他条件不变,只增大射入速度,AB间电势差减小
2018年,我省加大环保督查力度,打响碧水蓝天保卫战.督查暗访组在某化工厂的排污管末端安装了如图所示的流量计,测量管由绝缘材料制成,其长为L、直径为D,左右两端开口,在前后两个内侧面a、c固定有金属板作为电极,匀强磁场方向竖直向下.污水(含有大量的正负离子)充满管口从左向右流经该测量管时,a、c两端的电压为U,显示仪器显示污水流量Q(单位时间内排出的污水体积).则
A.a侧电势比c侧电势低
B.污水中离子浓度越高,显示仪器的示数越大
C.污水流量Q与U成正比,与L、D无关
D.匀强磁场的磁感应强度B=
如图所示,空间中存在一水平方向的匀强电场和一水平方向的匀强磁场,且电场方向和磁场方向相互垂直。在电磁场正交的空间中有一足够长的固定粗糙绝缘杆,与电场正方向成60°角且处于竖直平面内。一质量为m、电荷量为+q(q0)的小球套在绝缘杆上,给小球一沿杆向下的初速度v0,小球恰好做匀速运动,电荷量保持不变。已知磁感应强度大小为B,电场强度大小为E=,则以下说法中不正确的是( )
A.小球的初速度v0=
B.若小球的初速度为,小球将做加速度不断增大的减速运动,最后停止
C.若小球的初速度为,小球将做加速度不断增大的减速运动,最后停止
D.若小球的初速度为,则运动中克服摩擦力做功为
如图所示,空间存在垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场和水平向左、场强为E的匀强电场。有一质量为m,电荷量大小为q的微粒垂直于磁场且以与水平方向成45°角的速度v做直线运动,重力加速度为g。则下列说法正确的是
A. 微粒可能做匀加速直线运动 B. 微粒可能只受两个力作用
C. 匀强磁场的磁感应强度B= D. 匀强电场的电场强度E=
如图(a)所示,整个空间存在竖直向上的匀强电场(平行于纸面),在同一水平线上的两位置,以相同速率同时喷出质量均为m的油滴a和b,带电量为+q的a水平向右,不带电的b竖直向上.b上升高度为h时,到达最高点,此时a恰好与它相碰,瞬间结合成油滴p.忽略空气阻力,重力加速度为g.求
(1)油滴b竖直上升的时间及两油滴喷出位置的距离;
(2)匀强电场的场强及油滴a、b结合为p后瞬间的速度;
(3)若油滴p形成时恰位于某矩形区域边界,取此时为时刻,同时在该矩形区域加一个垂直于纸面的周期性变化的匀强磁场,磁场变化规律如图(b)所示,磁场变化周期为T0(垂直纸面向外为正),已知P始终在矩形区域内运动,求矩形区域的最小面积.(忽略磁场突变的影响)