示波器是一种多功能电学仪器,可以在荧光屏上显示出被检测的电压波形。它的工作原理等效成下列情况:(如图所示)真空室中电极K发出电子(初速不计),经过电压为U1的加速电场后,由小孔S沿水平金属板,A、B间的中心线射入板中。板长L,相距为d,在两板间加上如图乙所示的正弦交变电压,周期为T,电压的最大值U0,前半个周期内B板的电势高于A板的电势,电场全部集中在两板之间,且分布均匀。在每个电子通过极板的极短时间内,电场视作恒定的。在两极板右侧且与极板右端相距D处有一个与两板中心线垂直的荧光屏(非常大),中心线正好与屏上坐标原点相交。当第一个电子到达坐标原点O时,使屏以速度v沿-x方向运动,每经过一定的时间后,在一个极短时间内它又跳回到初始位置,然后重新做同样的匀速运动。(已知电子的质量为m,带电量为e,不计电子重力)求:
(1)电子进入AB板时的初速度;
(2)要使所有的电子都能打在荧光屏上,电压的最大值U0需满足什么条件?
(3)要使荧光屏上始终显示一个完整的波形,荧光屏必须每隔多长时间回到初始位置?计算这个波形的最大峰值和长度。
如图所示,一带电粒子质量为m,电量为q(不计重力),以某一速度垂直射入磁感应强度B、宽度为d的有界匀强磁场中,穿过磁场时速度方向与原来入射方向的夹角为30°。求:
(1)带电粒子在匀强磁场中做圆周运动时的速度大小;
(2)带电粒子穿过磁场区域的时间为多少?
如图所示,两水平放置的平行金属板A、B间为一匀强电场,A、B相距5cm,C、D为电场中的两点,且CD=4cm,CD连线和竖直方向成θ=60°角。已知电子从D 点移到C点的过程中克服电场力做功为3.2×10-17J,电子的电量为1.6×10-19C,求:
(1)C、D两点间的电势差UCD为多少?
(2)匀强电场的场强大小及方向。
质量为M的小车左端放有质量为m的铁块且M>m,以共同速度v沿光滑水平面向竖直墙运动,车与墙碰撞的时间极短,不计动能损失。铁块与小车之间的动摩擦因数μ,车长为L,铁块不会到达车的右端,最终相对静止。
①求小车与铁块的最终速度;
②求整个过程中摩擦生热是多少?
一列简谐横波上有A、O、B三点,OA间距离为4.0 m,OB间距离为2.4 m.以O为波源上下振动,振幅为0.2 m,某时刻O点处在波峰位置,观察发现经过2 s此波峰传到A点,此时O点正通过平衡位置向下运动,OA间还有一个波峰。
①求此波的传播速度、周期和波长.
②以O点处在波峰位置为0时刻,画出B点振动图象。
如图所示,一定质量的气体温度保持不变,最初,U形管两臂中的水银相齐,烧瓶中气体体积为800mL;现用注射器向烧瓶中注入200mL水,稳定后两臂中水银面的高度差为25cm,不计U形管中气体的体积。求:
①大气压强是多少cmHg?
②当U形管两边水银面的高度差为45cm时,烧瓶内气体的体积是多少?