如图所示,C、D为平行正对的两金属板,在D板右方一边长为l=6.0 cm的正方形区域内存在匀强磁场,该区域恰好在一对平行且正对的金属板M、N之间,M、N两板均接地,距板的右端L=12.0 cm处放置一观察屏.在C、D两板间加上如图乙所示的交变电压,并从C板O处以每秒1 000个的频率均匀的源源不断地释放出电子,所有电子的初动能均为Ek0=120 eV,初速度方向均沿OO′直线,通过电场的电子从M、N的正中间垂直射入磁场.已知电子的质量为m=9.0×10-31 kg,磁感应强度为B=6.0×10-4 T.问:
(1) 电子从D板上小孔O′点射出时,速度的最大值是多大?
(2) 电子到达观察屏(观察屏足够大)上的范围有多大?
(3) 在uCD变化的一个周期内,有多少个电子能到达观察屏?
(15分) 如图所示,光滑斜面倾角为37°,一带正电的小物块质量为m,电荷量为q,置于斜面上,当沿水平方向加如图所示的匀强电场时,带电小物块恰好静止在斜面上,从某时刻开始,电场强度变化为原来的,求:(重力加速度为g)
(1)原来的电场强度;
(2)场强改变后,物块运动的加速度.
(3)电场改变后物块运动经过L的路程过程机械能的变化量。
如图所示,在xOy坐标系中,x轴上N点到O点的距离是12cm,虚线NP与x轴负向的夹角是30°。第Ⅰ象限内NP的上方有匀强磁场,磁感应强度B=1T,第IV象限有匀强电场,方向沿y轴正向。一质量m=8×10-10kg,电荷量q=1×10-4C带正电粒子,从电场中M(12cm,-8cm)点由静止释放,经电场加速后从N点进入磁场,又从y轴上P点穿出磁场。不计粒子重力,取π=3求:
(1)粒子在磁场中运动的速度v;
(2)粒子在磁场中运动的时间t;
(3)匀强电场的电场强度E。
如图甲所示,在y=0和y=2m之间有沿着x轴方向的匀强电场,MN为电场区域的上边界,在x轴方向范围足够大。电场强度随时间的变化如图乙所示,取x轴正方向为电场正方向。现有一个带负电的粒子,粒子的比荷为=1.0×10-2C/kg,在t=0时刻以速度v0=5×102 m/s从O点沿y轴正方向进入电场区域,不计粒子重力。求:
(1)粒子通过电场区域的时间;
(2)粒子离开电场时的位置坐标;
(3)粒子通过电场区域后沿x方向的速度大小。
在十字路口,有按倒计时显示的时间显示红绿灯。有一辆汽车在平直路面上正以36 km/h的速度朝该路口停车线匀速前行,在车头前端离停车线70 m处司机看到前方绿灯刚好显示“5”。交通规则规定:绿灯结束时车头已越过停车线的汽车允许通过。
(1)若不考虑该路段的限速,司机的反应时间为1s,司机想在剩余时间内使汽车做匀加速直线运动以通过停车线,则汽车的加速度至少多大?
(2)若该路段限速60 km/h,司机的反应时间为1s,司机反应过来后汽车先以2 m/s2的加速度沿直线加速3s,为了防止超速,司机在加速结束时立即踩刹车使汽车做匀减速直行,结果车头前端与停车线相齐时刚好停下,求刹车后汽车加速度的大小(结果保留两位有效数字)。
如图甲所示,在竖直平面内有一个直角三角形斜面体,倾角θ为300,斜边长为x0,以斜面顶部O点为坐标轴原点,沿斜面向下建立一个一维坐标x轴。斜面顶部安装一个小的定滑轮,通过定滑轮连接两个物体A、B(均可视为质点),其质量分别为m1、m2,所有摩擦均不计 ,开始时A处于斜面顶部,并取斜面底面所处的水平面为零重力势能面,B物体距离零势能面的距离为x0/2;现加在A物体上施加一个平行斜面斜向下的恒力F,使A由静止向下运动。当A向下运动位移x0时,B物体的机械能随x轴坐标的变化规律如图乙,则结合图象可求:
(1)B质点最初的机械能E1和上升x0时的机械能E2;(2)恒力F的大小。