如图所示,可视为质点的总质量(包括装备)为m=60kg的滑板运动员,从高为H=15m的斜面AB的顶端A点由静止开始沿斜面下滑,在点进入光滑的四分之一圆弧BC,圆弧BC半径为R=5m,运动员经C点沿竖直轨道冲出向上运动,经时间t=2s后又落回轨道。若运动员经C点后在空中运动时只受重力,轨道AB段粗糙、BC段光滑。g=10m/s2。
求:(1)运动员在C点的速度和离开C点可上升的高度。
(2)运动员(包括装备)运动到圆轨道最低点B时对轨道的压力大小。
(3)从A点到B点,运动员损失的机械能。
如图所示,一个带电的小球从P点自由下落,P点距场区边界MN高为h,边界MN下方有方向竖直向下、电场强度为E的匀强电场,同时还有垂直于纸面的匀强磁场,小球从边界上的a点进入电场与磁场的复合场后,恰能做匀速圆周运动,并从边界上的b点穿出,已知ab=L,求:
(1)小球的带电性质及其电荷量与质量的比值;
(2)该匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向;
(3)小球从P经a至b时,共需时间为多少?
如图所示,竖直放置的平行板电容器P板带正电,Q板带负电,两板间距d=5cm,两板电势差UPQ=25v,一质量m=0.2kg的带电小球A用绝缘细线悬挂于极板之间,小球静止时细线与竖直方向之间的夹角α=370。(sin37º=0.6,cos37º ="0.8" ,g取10m/s2)求:
(1)极板之间的电场强度E
(2)小球电性和电量
(3)若剪断细线,则小球的加速度
如图所示,一束电子(电量为e)以速度v0垂直射入磁感应强度为B,宽为d的匀强磁场中,电子穿出磁场的速度方向与电子原来的入射方向的夹角为30°,(电子重力忽略不计)求:
(1)电子的质量是多少?
(2)穿过磁场的时间是多少?
(3)若改变初速度大小,使电子刚好不能从A边射出,则此时速度v是多少?
如图,在区域I(0≤x≤d)和区域II(d<x≤2d)内分别存在匀强磁场,磁感应强度大小分别为B和2B,方向相反,且都垂直于Oxy平面。一质量为m、带电荷量q(q>0)的粒子a于某时刻从y轴上的P点射入区域I,其速度方向沿x轴正向。已知a在离开区域I时,速度方向与x轴正方向的夹角为30°;此时,另一质量和电荷量均与a相同的粒子b也从P点沿x轴正向射入区域I,其速度大小是a的1/3。不计重力和两粒子之间的相互作用力。求
⑴粒子a射入区域I时速度的大小;
⑵当a离开区域II时,a、b两粒子的y坐标之差。
汤姆生用来测定电子的比荷(电子的电荷量与质量之比)的实验装置如图所示,真空管内的阴极K发出的电子(不计初速、重力和电子间的相互作用)经加速电压加速后,穿过A'中心的小孔沿中心轴O1O的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P和P'间的区域.当极板间不加偏转电压时,电子束打在荧光屏的中心O点处,形成了一个亮点;加上偏转电压U后,亮点偏离到O'点,(O'与O点的竖直间距为d,水平间距可忽略不计.此时,在P和P'间的区域,再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场.调节磁场的强弱,当磁感应强度的大小为B时,亮点重新回到O点.已知极板水平方向的长度为L1,极板间距为b,极板右端到荧光屏的距离为L2(如图所示).
(1)求打在荧光屏O点的电子速度的大小。
(2)推导出电子的比荷的表达式