如图甲所示,水平加速电场的加速电压为U0,在它的右侧有由水平正对放置的平行金属板a、b构成的偏转电场,已知偏转电场的板长L="0.10" m,板间距离d=5.0×10-2 m,两板间接有如图15乙所示的随时间变化的电压U,且a板
电势高于b板电势。在金属板右侧存在有界的匀强磁场,磁场的左边界为与金属板右侧重合的竖直平面MN,MN右侧的磁场范围足够大,磁感应强度B=5.0×10-3T,方向与偏转电场正交向里(垂直纸面向里)。质量和电荷量都相同的带正电的粒子从静止开始经过电压U0=50V的加速电场后,连续沿两金属板间的中线OO′方向射入偏转电场中,中线OO′与磁场边界MN垂直。已知带电粒子的比荷
=1.0×108 C/kg,不计粒子所受的重力和粒子间的相互作用力,忽略偏转电场两板间电场的边缘效应,在每个粒子通过偏转电场区域的极短时间内,偏转电场可视作恒定不变。
求t=0时刻射入偏转电场的粒子在磁场边界上的入射点和出射点间的距离;
求粒子进入磁场时的最大速度;
对于所有进入磁场中的粒子,如果要增大粒子在磁场边界上的入射点和出射点间的距离,应该采取哪些措施?试从理论上推理说明。
如图所示,小滑块在较长的斜面顶端,以初速度m/s、加速度
m/s2向下滑,在到达底端前1s里,所滑过的距离为
,其中L为斜面长,问:
(1)小滑块在斜面上滑行的时间为多少?
(2)小滑块到达斜面底端时的速度是多少?
(3)斜面的长度L是多少?
如图所示,A、B两物体叠放在水平地面上,已知A、B的质量分别为kg,
kg,A、B之间、B与地面之间的动摩擦因数均为
。一轻绳一端系住物体A,另一端系于墙上,绳与竖直方向的夹角为37°,今欲用外力将物体B匀速向右拉出,求所加水平力F的大小。(取
,
,
)
如图所示,用三根轻绳将质量均为m的A、B两小球及水平天花板上的固定O两两连接,然后用一水平方向的力F作用于A球上,此时三根轻绳均处于伸直状态,且OB绳恰好处于竖直方向,两球均处于静止状态,三根轻绳长度之比为OA:AB:OB=3:4:5,试计算OA绳拉力及F的大小。
如图,真空室内存在匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度的大小,磁场内有一块平面感光板
,板面与磁场方向平行,在距
的距离
处,有一个点状的放射源S,它向各个方向发射
粒子,
粒子的速度都是
,已知
粒子的电荷与质量之比
,现只考虑在图纸平面中运动的
粒子,求
上被
粒子打中的区域的长度。
如图所示,图中左边有一对平行金属板,两板相距为,电压为
。两板之间有匀强磁场,磁感应强度大小为
,方向与金属板面平行并垂直于纸面朝里;图中右边有一半径为
、圆心为
的圆形区域,区域内也存在匀强磁场,磁感应强度大小为
,方向垂直于纸面朝里。一电荷量为
的正离子沿平行于金属板面、垂直于磁场的方向射入平行金属板之间,沿同一方向射出平行金属板之间的区域,并沿直径
方向射入磁场区域,最后从圆形区域边界上的
点射出,已知弧
所对应的圆心角为
,不计重力。
求:
(1)离子速度的大小;
(2)离子在圆形磁场区域内运动的时间;
(3)离子的质量。