1897年汤姆生通过对阴极射线的研究,发现了电子,从而使人们认识到原子是可分的。汤姆生当年用来测定电子比荷(电荷量e与质量m之比)的实验装置如图所示,真空玻璃管内C、D为平行板电容器的两极,圆形阴影区域内可由管外电磁铁产生一垂直纸面的匀强磁场,圆形区域的圆心位于C、D中心线的中点,直径与C、D的长度相等。已知极板C、D的长度为L1,C、D间的距离为d,极板右端到荧光屏的距离为L2。由K发出的电子,经A与K之间的高电压加速后,形成一束很细的电子流,电子流沿C、D中心线进入板间区域。
若C、D间无电压,则电子将打在荧光屏上的O点;若在C、D间加上电压U,则电子将打在荧光屏上的P点,P点到O点的距离为h;若再在圆形区域内加一方向垂直于纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场,则电子又打在荧光屏上的O点。不计重力影响。
(1)求电子打在荧光屏O点时速度的大小。
(2)推导出电子比荷的表达式。
(3)利用这个装置,还可以采取什么方法测量电子的比荷?
一辆摩托车行使的最大速度为108km/h。现让摩托车从静止出发,要求在4min内追上前方相距1km,、正以25m/s的速度在平直公路上行驶的汽车。则该摩托车行使时,至少应有多大的加速度?
物体A质量为,用两根轻绳B、C连接到竖直墙上,在物体A上加一恒力F,若图中力F、轻绳AB与水平线夹角均为
,要使两绳都能绷直,求恒力F的大小。
如图所示,质量为M的木板放在倾角为的光滑斜面上,质量为m的人在木板上跑,假如脚与板接触处不打滑。
(1)要保持木板相对斜面静止,人应以多大的加速度朝什么方向跑动?
(2)要保持人相对于斜面的位置不变,人在原地跑而使木板以多大的加速度朝什么方向运动?
(1)物体A在斜面上的运动情况?说明理由。
(2)物体A在斜面上运动过程中有多少能量转化为内能?(结果用字母表示)
相距为20cm的平行金属导轨倾斜放置,如图1.03,导轨所在平面与水平面的夹角为,现在导轨上放一质量为330g的金属棒ab,它与导轨间动摩擦系数为
,整个装置处于磁感应强度B=2T的竖直向上的匀强磁场中,导轨所接电源电动势为15V,内阻不计,滑动变阻器的阻值可按要求进行调节,其他部分电阻不计,取
,为保持金属棒ab处于静止状态,求:
(1)ab中通入的最大电流强度为多少?
(2)ab中通入的最小电流强度为多少?