如图所示,地面上方竖直界面N左侧空间存在着水平的、垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B="2.0" T.与N平行的竖直界面M左侧存在竖直向下的匀强电场,电场强度E1="100" N/C.在界面M与N之间还同时存在着水平向左的匀强电场,电场强度E2="200" N/C.在紧靠界面M处有一个固定在水平地面上的竖直绝缘支架,支架上表面光滑,支架上放有质量m2=1.8×10-4 kg的带正电的小物体b(可视为质点),电荷量q2=1.0×10-5 C.一个质量m1=1.8×10-4 kg,电荷量q1=3.0×10-5C的带负电小物体(可视为质点)a以水平速度v0射入场区,沿直线运动并与小物体b相碰,碰后粘合在一起成小物体c,进入界面M右侧的场区,并从场区右边界N射出,落到地面上的Q点(图中未画出).已知支架顶端距地面的高度h="1.0" m,M和N两个界面的距离L="0.10" m,g取10 m/s2.求:
(1)小球a水平运动的速率;
(2)物体c刚进入M右侧的场区时的加速度;
(3)物体c落到Q点时的速率.
在做"用油膜法估测分子大小"的实验中,用油酸酒精的浓度为每104ml溶液中有纯油`酸6mL,用注射器测得1mL上述溶液有75滴,把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里,待水面稳定后,将玻璃板放在浅盘上,用笔在玻璃板上描出油酸的轮廓,再把玻璃板放在坐标纸上,其形状和尺寸如图所示,坐标中正方形方格的边长为1cm,试求
(1)油酸膜的面积是多少cm2
(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积
(3)按以上实验数据估测出油酸分子的直径。
质谱仪是用来测定带电粒子的质量和分析同位素的装置,如图所示,电容器两极板相距为d,两极板间电压为U,极板间的匀强磁场的磁感应强度为,一束电荷量相同的带正电的粒子沿电容器的中心线平行于极板射入电容器,沿直线穿过电容器后进入另一磁感应强度为
的匀强磁场,结果分别打在感光片上的a、b两点,设a、b两点间距离为
,粒子所带电荷量为q,且不计重力,求:
(1)粒子进入磁场时的速度v;
(2)打在a、b两点的粒子的质量之差。
图是一匀强电场,已知场强E=2×102N/C。现让一个电量q= -4×10-8C的电荷沿电场方向从M点移到N点,MN间的距离s=30cm。试求:
(1)电荷从M点移到N点电势能的变化。
(2)M、N两点间的电势差。
下图为一种质谱仪工作原理示意图.在以O为圆心,OH为对称轴,夹角为2α的扇形区域内分布着方向垂直于纸面的匀强磁场.对称于OH轴的C和D分别是离子发射点和收集点.CM垂直磁场左边界于M,且OM=d.现有一正离子束以小发散角(纸面内)从C射出,这些离子在CM方向上的分速度均为v0.若该离子束中比荷为的离子都能会聚到D,试求:
(1)磁感应强度的大小和方向(提示:可考虑沿CM方向运动的离子为研究对象);
(2)离子沿与CM成θ角的直线CN进入磁场,其轨道半径和在磁场中的运动时间;
已知质量为m的带电液滴,以速度v射入互相垂直的匀强电场E和匀强磁场B中,液滴在此空间刚好能在竖直平面内做匀速圆周运动,如图所示.
求:(1)液滴在空间受到几个力作用.
(2)液滴带电量及电性.
(3)液滴做匀速圆周运动的半径多大?