电子扩束装置由电子加速器、偏转电场和偏转磁场组成.偏转电场由加了电压的相距为d的两块水平平行放置的导体板形成,匀强磁场的左边界与偏转电场的右边界相距为s,如图甲所示.大量电子(其重力不计)由静止开始,经加速电场加速后,连续不断地沿平行板的方向从两板正中间射入偏转电场.当两板不带电时,这些电子通过两板之间的时间为2t0,当在两板间加如图乙所示的周期为2t0、幅值恒为U0的电压时,所有电子均从两板间通过,进入水平宽度为l,竖直宽度足够大的匀强磁场中,最后通过匀强磁场打在竖直放置的荧光屏上.问:
(1)电子在刚穿出两板之间时的最大侧向位移与最小侧向位移之比为多少?
(2)要使侧向位移最大的电子能垂直打在荧光屏上,匀强磁场的磁感应强度为多少?
(3)在满足第(2)问的情况下,打在荧光屏上的电子束的宽度为多少?(已知电子的质量为m、电荷量为e)
如图所示,两平行金属板A、B板长L=8cm,两板间距离d=8cm,A板比B板电势高300V,一带正电的粒子电量C,质量
kg,沿两板中线垂直电场线飞入电场,初速度
m/s,粒子飞出平行板电场后经过界面MN、PS间的无电场区域后,进入PS的右侧,已知两界面MN、PS相距为
cm.在界面PS右侧与A板在同一水平线上放置荧光屏bc.(粒子所受重力不计)
(1)求粒子飞出平行金属板时速度的大小和方向;
(2)求出粒子经过界面PS时离P点的距离h为多少;
(3)若PS右侧与A板在同一水平线上距离界面PS为cm的O点固定一点电荷
C,(图中未画出,设界面PS右边点电荷的电场分布不受界面等影响,界面PS左边不存在点电荷的电场),试求粒子穿过界面PS后打在荧光屏bc的位置离O点的距离为多少?(静电力常数
,
)
如图所示,平板A长m,质量
kg,放在光滑的水平面上.在A上最右端放一物块B(大小可忽略),其质量m=2kg.已知A、B间动摩擦因数
,开始时A、B都处于静止状态(取
).则
(1)若加在平板A上的水平恒力时,平板A与物块B的加速度大小各为多少?
(2)要将A从物块B下抽出来,则加在平板A上的水平恒力至少为多大?
(3)若加在平板A上的水平恒力时,要使物块B从平板A上掉下来
至少作用多长时间?
(16分) 如图所示,ABC是固定在竖直平面内的绝缘圆弧轨道,圆弧半径为.A点与圆心O等高,B、C点处于竖直直径的两端.PA是一段绝缘的竖直圆管,两者在A点平滑连接,整个装置处于方向水平向右的匀强电场中.一质量为
、电荷量为
的小球从管内与C点等高处由静止释放,一段时间后小球离开圆管进入圆弧轨道运动.已知匀强电场的电场强度
(
为重力加速度),小球运动过程中的电荷量保持不变,忽略圆管和轨道的摩擦阻力.求:
(1)小球到达B点时速度的大小;
(2)小球到达B点时对圆弧轨道的压力;
(3)小球在圆弧轨道运动过程中速度最大为多少?
如图所示,在竖直方向上A、B物体通过劲度系数为k的轻质弹簧相连,A放在水平地面上,B、C两物体通过细绳绕过光滑轻质定滑轮相连,C放在固定的光滑斜面上,斜面倾角为30°,用手按住C,使细绳刚刚拉直但无拉力作用,并保证ab段的细绳竖直、cd段的细绳与斜面平行。已知A、B的质量分别为m1、m2,C的质量为2m,重力加速度为g,细绳与滑轮之间的摩擦力不计,开始时整个系统处于静止状态,释放C后它沿斜面下滑,斜面足够长,且物体A恰不离开地面。求:
(1)物体A恰不离开地面时,物体C下降的高度;
(2)其他条件不变,若把物体C换为质量为2(m+△m)的物体D,释放D后它沿斜面下滑,当A恰不离开地面时,物体B的速度为多大?
如图所示,半径R=1.0m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内,轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角θ=37°,另一端点C为轨道的最低点。C点右侧的水平路面上紧挨C点放置一木板,木板质量M=2kg,上表面与C点等高。质量m=1kg的物块(可视为质点)从空中A点以v0=1.2m/s的速度水平抛出,恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道。已知物块与木板间的动摩擦因数μ1=0.2,木板与路面间的动摩擦因数μ2=0.08,取g=10 m/s2,。试求:
(1)物块经过轨道上的C点时对轨道的压力大小;
(2)若物块刚好滑到木板的中点停止,求木板的长度。