控制带电粒子的运动在现代科学实验、生产生活、仪器电器等方面有广泛的应用.现有这样一个简化模型:如图所示,y轴左、右两边均存在方向垂直纸面向里的匀强磁场,右边磁场的磁感应强度始终为左边的2倍.在坐标原点O处,一个电荷量为+q、质量为m的粒子a,在t=0时以大小为v0的初速度沿x轴正方向射出,另一与a相同的粒子b某时刻也从原点O以大小为v0的初速度沿x轴负方向射出.不计粒子重力及粒子间的相互作用,粒子相遇时互不影响.
(1)若a粒子能经过坐标为(,)的P点,求y轴右边磁场的磁感应强度B1;
(2)为使粒子a、b能在y轴上Q(0,-l0)点相遇,求y轴右边磁场的磁感应强度的最小值B2;
(3)若y轴右边磁场的磁感应强度为B0,求粒子a、b在运动过程中可能相遇的坐标值.
如图所示,倾角为θ的斜面与足够大的光滑水平面在D处平滑连接,斜面上有A、B、C三点,AB间距为2L,BC、CD间距为4L,斜面上BC部分粗糙,其余部分光滑,4块完全相同、质量均匀分布的长方形薄片,紧挨在一起排在斜面上,从下往上编号依次为1、2、3、4,第1块的下边缘恰好在A处.现将4块薄片一起由静止释放,薄片经过D处时无能量损失且相互之间无碰撞.已知每薄片质量为m、长为L,薄片与斜面BC间的动摩擦因数为tanθ,重力加速度为g.求:
(1)第1块薄片下边缘刚运动到B时的速度大小v1;
(2)第1块薄片刚好完全滑上粗糙面时的加速度大小a和此时第3、4块间的作用力大小F;
(3)4块薄片全部滑上水平面后,相邻滑片间的距离d.
如图所示,在宽为L的区域内有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B.光滑绝缘水平面上有一边长为L、质量为m、电阻为R的单匝正方形线框abcd,ad边位于磁场左边界,线框在水平外力作用下垂直边界穿过磁场区.
(1)若线框以速度v匀速进入磁场区,求此过程中b、c两端的电势差Ubc;
(2)在(1)的情况下,示线框移动到完全进入磁场的过程中产生的热量Q和通过导线截面的电量q;
(3)若线框由静止开始以加速度a匀加速穿过磁场,求此过程中外力F随运动时间t的变化关系.
如图所示,间距为d的平行金属板间电压恒定.初速度为零的电子经电压U0加速后,沿两板间的中心线进入板间电场,电子恰好从下极板边缘飞出,飞出时速度的偏向角为θ.已知电子质量为m,电荷量为e,电子重力不计,求:
(1)电子刚进入板间电场时的速度大小v0;
(2)电子通过两极板间的过程中,电场力做的功W;
(3)平行金属板间的电场强度大小E.
一静止的钚核发生衰变后放出一个α粒子变成铀核.已知钚核质量为m1,α粒子质量为m2,铀核质量为m3,光在真空中的传播速度为c.
①如果放出的粒子的速度大小为v,求铀核的速度大小v/.
②求此衰变过程中释放的总能量.
核电站所需的能量是由铀核裂变提供的,裂变过程中利用__________(选填“石墨”或“镉棒”)吸收一定数量的中子,控制反应堆的反应速度.核反应堆产物发生β衰变产生反电子中微子(符号),又观察到反电子中微子(不带电,质量数为零)诱发的反应:+p→n+x,其中x代表_________(选填“电子”或“正电子”).