如图所示是示波管的原理示意图。电子从灯丝发射出来的经电压为U1的电场加速后,通过加速极板A上的小孔O1射出,沿中心线O1O2进入MN间的偏转电场,O1O2与偏转电场方向垂直,偏转电场的电压为U2,经过偏转电场的右端P1点离开偏转电场,然后打在垂直O1O2放置的荧光屏上的P2点。已知平行金属极板MN间的距离为d,极板长度为L,极板的右端与荧光屏之间的距离为L′。不计电子之间的相互作用力及其所受的重力,且电子离开灯丝的初速度可忽略不计。(电子的质量为m,电量为e)求:
(1)电子通过小孔O1时的速度大小V0;
(2)电子在偏转电场中的加速度大小a;
(3)电子通过P1点时偏离中心线O1O2的距离y;
(4)电子离开偏转电场时的动能Ek;
(5)若O1O2的延长线交于荧光屏上O3点,而P2点到O3点的距离称为偏转距离Y(单位偏转电压引起的偏转距离,即Y/U2称为示波管的灵敏度),求该示波管的灵敏度。
如图15所示,水平绝缘轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接,半圆形轨道的半径R=0.40m。轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度E=1.0×104 N/C。现有一电荷量q=+1.0×10-4C,质量m=0.10 kg的带电体(可视为质点),在水平轨道上的P点由静止释放,带电体运动到圆形轨道最低点B时的速度vB=5.0m/s。已知带电体与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.50,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)带电体运动到圆形轨道的最低点B时,圆形轨道对带电体支持力的大小;
(2)带电体在水平轨道上的释放点P到B点的距离;
(3)带电体第一次经过C点后,落在水平轨道上的位置到B点的距离。
真空中有A、B两个带电小球相距L=2.0m,其质量分别为m1=1.0g和m2=2.0g,将它们放在光滑的绝缘水平面上,使它们从静止开始在电场力的作用下相向运动,如图所示。开始释放的瞬间,A球的加速度大小为a,经过一段时间后A、B两球相距L',B球的加速度大小为a,速度大小v=3.0m/s,求:
(1)此时A球的速度大小;
(2)此过程中两球组成的系统电势能的变化量;
(3)A、B两球之间的距离L'。
如图所示,A、B为真空中相距为d的一对平行金属板,两板间的电压为U,一带电粒子从A板的小孔进入电场,粒子的初速度可视为零,经电场加速后从B板小孔射出。已知带电粒子的质量为m,所带电荷量为q。带电粒子所受重力不计。求:
(1)带电粒子从B板射出时的速度大小;
(2)带电粒子在电场中运动的时间。
如图所示,在固定的水平绝缘平板上有A、B、C三点,B点左侧的空间存在着场强大小为E,方向水平向右的匀强电场,在A点放置一个质量为m,带正电的小物块,物块与平板之间的摩擦系数为μ,若物块获得一个水平向左的初速度v0之后,该物块能够到达C点并立即折回,最后又回到A点静止下来。求:
(1)此过程中电场力对物块所做的总功有多大?
(2)此过程中物块所走的总路程s有多大?
(3)若进一步知道物块所带的电量是q,那么B、C两点之间的距离是多大?