如图甲所示,质量为m、电荷量为e的电子经加速电压U1,加速后,在水平方向沿O1O2垂直进入偏转电场.已知形成偏转电场的平行板电容器的极板长为L(不考虑电场边缘效应),两极板间距为d,O1O2为两极板的中线,P是足够大的荧光屏,且屏与极板右边缘的距离也为L.求:
(1)粒子进入偏转电场的速度v的大小;
(2)若偏转电场两板间加恒定电压,电子经过偏转电场后正好打中屏上的A点,A点与极板M在同一水平线上,求偏转电场所加电压U2;
(3)若偏转电场两板间的电压按如图乙所示作周期性变化,要使电子经加速电场后在t=0 时刻进入偏转电场后水平击中A点,试确定偏转电场电压U0以及周期T分别应该满足的条件.
直流电源的路端电压U="182" V。金属板AB、CD、EF、GH相互平行、彼此靠近。它们分别和变阻器上的触点a、b、c、d连接。变阻器上ab、bc、cd段电阻之比为1∶2∶3。孔O1正对B和E,孔O2正对D和G。边缘F、H正对。一个电子以初速度v0=4×106 m/s沿AB方向从A点进入电场,恰好穿过孔O1和O2后,从H点离开电场。金属板间的距离L1="2" cm,L2="4" cm,L3="6" cm。电子质量me=9.1×10-31 kg,电量q=1.6×10-19 C。正对两平行板间可视为匀强电场,(不计电子的重力)
求:(1)各相对两板间的电场强度(小数点后保留2位)。
(2)电子离开H点时的动能。
(3)四块金属板的总长度(AB+CD+EF+GH)。
物体在万有引力场中具有的势能叫做引力势能。取两物体相距无穷远时的引力势能为零,一个质量为的质点距离质量为M0的引力源中心为
时。其引力势能
(式中G为引力常数)。现有一颗质量为
的人造地球卫星以圆形轨道环绕地球飞行,由于受高空稀薄空气的阻力作用,卫星的圆轨道半径从
缓慢减小到
。已知地球的半径为R,地球表面的重力加速度为g,求此过程中卫星克服空气阻力做功。(用m、R、g、
、
表示)
如图所示,一质量为m=1 kg的小粉笔轻轻放在水平匀速运动的传送带上的A点,随传送带运动到B点,小粉笔从C点沿圆弧切线进入竖直光滑的半圆轨道恰能做圆周运动.已知圆弧半径R=0.9m,轨道最低点为D,D点距水平面的高度h=0.8m.小粉笔离开D点后恰好垂直碰击放在水平面上E点的固定倾斜挡板.已知粉笔与传送带间的动摩擦因数μ=0.3,传送带以5 m/s恒定速率顺时针转动(g取10 m/s2),(忽略空气阻力)试求:
(1)传送带AB两端的距离;
(2)倾斜挡板与水平面间的夹角的正切值
两根完全相同的光滑细直杆上各套有一个完全相同的小球,且两杆均与水平面成角放置,将两小球均从离地面10m高处由静止释放,如图甲、乙所示。在水平向右的风力作用下,A球保持静止,B球沿细直杆下滑。求B球滑到地面所需的时间。(结果保留三位有效数字)(
)
如图所示,在坐标系xOy中,y轴右侧有一匀强电场;在第二、三象限内有一有界匀强磁场,其上、下边界无限远,右边界为y轴、左边界为平行于y轴的虚线,磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里。一带正电,电量为q、质量为m的粒子以某一速度自磁场左边界上的A点射入磁场区域,并从O点射出,粒子射出磁场的速度方向与x轴的夹角θ=45°,大小为v.粒子在磁场中的运动轨迹为纸面内的一段圆弧,且弧的半径为磁场左右边界间距的倍。粒子进入电场后,在电场力的作用下又由O点返回磁场区域,经过一段时间后再次离开磁场。已知粒子从A点射入到第二次离开磁场所用的时间恰好等于粒子在磁场中做圆周运动的周期。忽略重力的影响。求:
(1)粒子经过A点时速度的方向和A点到x轴的距离;
(2)匀强电场的大小和方向;
(3)粒子从第二次离开磁场到再次到达磁场所用的时间。