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?
如图所示,、
为一对固定的平行金属导轨,其电阻忽略不计。导轨左端连接一定值电阻
,右端通过导线连接着一对固定的平行金属板,金属板板长和板间距离均为
,且金属板间距离恰好是两导轨间距离的
倍。导轨和金属板间存在方向垂直纸面向里,磁感应强度大小未知的匀强磁场。金属板左端正中间处有一电子源,不断地沿水平向右方向发射速率恒为
的电子,电子恰好沿下极板右端飞出。为保证电子沿水平方向运动,可在导轨上加一轻质金属杆
,其阻值为
,使其在金属导轨上无摩擦的左右滑动。已知电子的质量为
,电量为
,不考虑电子的重力及电子间的的相互作用。
(1)为使电子沿水平方向运动,请定性描述金属杆的运动情况;
(2)使金属杆ab保持上述的速度运动,则作用在杆上的拉力做功的功率为多大?
由美国“次贷危机”引起的全球范围内的金融危机给世界各国各行各业造成巨大的冲击,带来严重的损失。振兴汽车工业成为目前各国提振经济的一项重要举措,其中除提高生产效率以降低生产成本和销售价格外,更重要的措施是要设计性能优良且能使用“替代能源”的新车型。我国某汽车研究机构所设计的使用充电电源的“和谐号”小汽车即将面市。下图是在研制过程中,某次试车时该车做直线运动过程中的图,图中速率
为该车匀加速起动时的最大速率。已知汽车总质量为
,汽车运动过程中所受阻力恒为车重的
倍,充电电源的电功率转化为机械功率的效率为
,重力加速度取
。求:
(1)充电电源的额定功率;
(2)图中
的值;
(3)从起动开始到第末汽车所发生的位移。
如图所示,一质量为的滑块静止在水平台面右端
点,另一质量为
的滑块从与
点相距
的
点以初速度
以向右运动,至
处与
发生弹性正碰。碰后
沿原路返回至台面
处静止,
经时间
落到地面上
点。已知两滑块均能看成质点,且
,
点离
处的水平距离为
,
与台面间的动摩擦因数为
,重力加速度为
,求:
(1)水平台面离地面的高度;
(2)在
处的初速度
的大小;
(3)点离
初始位置
的距离。
如图6—2—5所示,在水平地面上匀速直线运动的汽车,通过定滑轮用绳子吊起一个物体,若汽车和被吊物体在同一时刻的速度分别为V1和V2,已知V1=V,求:两绳夹角为θ时,物体上升的速度.
在一无风的雨天,雨滴竖直下落至地表的速度v1="8" m/s,一辆汽车以v2="6" m/s的速度匀速行驶,求车上的人看到雨滴的速度大小与方向。