(20分)在考古中为了测定古物的年代,可通过测定古物中碳14与碳12的比例,其物理过程可简化为如图所示.碳14与碳12经电离后的原子核带电量都为q,由静止经电压U加速后从O点进人磁感应强度为B的匀强磁场,OM为磁场的下边界线,可在OM上适当位置放置粒子记数器,从而测定碳14与碳12的比例(不计粒子的重力及粒子间的相互作用力).求:
(1)碳14与碳12在磁场中运动的半径比
(2) 在实际中并不是所有粒子都垂直于OM沿ON射入磁场,而是分布在与ON成一定夹角θ的纸面内,要使两种粒子运动到OM直线上时能区分在不同区域,θ角的范围;
(3) θ取最大时,用阴影表示出碳14粒子在磁场中可能出现的区域.
长为L的绝缘细线下系一带正电的小球,其带电荷量为Q, 悬于O点,如图所示. 当在O点另外固定一个正电荷时, 球静止在A处, 则细线拉力是重力mg的两倍. 现将球拉至图中B处(θ=60°),放开球让它摆动,问:
(1)固定在O处的正电荷的电荷量为多少?(5分)
(2)摆球回到A处时悬线拉力为多少? (5分)
如图所示的匀强电场中,有a、b、c三点,ab=5 cm,bc=12 cm,其中ab沿电场方向,bc和电场线方向成60°角,一个电荷量为q=4×10-8 C的正电荷从a移到b电场力做功为W1=1.2×10-7 J,求:
(1)匀强电场的场强E
(2)电荷从b移到c,电场力做的功W2
(3)a、c两点间的电势差Uac
现有A、B、C三点为一直角三角形的三个顶点,∠B=30°,在A、B两点放置两点电荷qA、qB,测得C点电场强度的方向与AB平行,如图所示。则
(1)判断qA、qB的电性(即正、负)。
(2)求qA与qB的比值。
真空中两个带电量都是+10-8库仑的相同小球,用30cm的线悬于同一点,如图所示,平衡时它们相距30cm。(取g = 10m/s2)试求:
⑴ 小球的质量
⑵ 线上的拉力。
卡车原来以10m/s的速度在平直公路上匀速行驶,因为路口出现红灯,司机从较远的地方开始刹车,使卡车匀减速前进,当车减速到2m/s时,交通灯转为绿灯,司机当即停止刹车,并且只用了减速过程的一半时间就加速到原来的速度,从刹车开始到恢复原速过程用了12s。求:(1)减速与加速过程中的加速度大小;
(2)开始刹车后2s末及10s末的瞬时速度。