“电子能量分析器”主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成.偏转器是由两个相互绝缘、半径分别为RA和RB的同心金属半球面A和B构成,A、B为电势值不等的等势面,其过球心的截面如图所示.一束电荷量为E、质量为m的电子以不同的动能从偏转器左端M的正中间小孔垂直入射,进入偏转电场区域,最后到达偏转器右端的探测板N,其中动能为Ek0的电子沿等势面C做匀速圆周运动到达N板的正中间.忽略电场的边缘效应.
(1)判断球面A、B的电势高低,并说明理由;
(2)求等势面C所在处电场强度E的大小;
(3)若半球面A、B和等势面C的电势分别为φA、φB和φC,则到达N板左、右边缘处的电子,经过偏转电场前、后的动能改变量△Ek左和△Ek右分别为多少?
(4)比较|△Ek左|和|△Ek右|的大小,并说明理由.
如图16所示,在分别为
和
的两个相邻的条形区域中分别有匀强磁场和匀强电场,磁场方向垂直于纸面向里,电场方向与电、磁场分界线平行向右。一带正电的粒子以速率v从磁场区域的上边界的P点向下成θ=60º射入磁场,然后以垂直于电、磁场分界线的方向进入电场,最后从电场边界上的Q点射出。已知PQ垂直于电场方向,不计重力。求电场强度和磁感应强度大小之比,以及粒子在磁场与电场中运动的时间之比。
如图14所示,一块磁铁放在铁板ABC上的A处,其中AB长为lm,BC长为0.8m,BC与水平面间的夹角为37°,磁铁与铁板间的引力为磁铁重的0.2倍,磁铁与铁板间的动摩擦因数μ=0.25,现在给磁铁一个水平向左的初速度v0=4m/s。不计磁铁经过B处的机械能损失,取g=10m/s2,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8。则:
(1)求磁铁第一次到达B处的速度大小;
(2)求磁铁在BC上向上运动的加速度大小;
(3)请分析判断磁铁最终能否第二次到达B点。
北京奥运会的开闭幕式给我们留下了深刻的印象。在闭幕式演出中出现了一种新型弹跳鞋叫弹跳跷,主要是由后面的弹簧(弓)和铝件组成。绑在脚上,能够一步行走二到三米的距离,弹跳高度达到一至两米,是青年中新兴的一种体育运动。一名质量m=60kg的学生穿着这种鞋从距地面H=1.8m高处由静止落下,与水平地面撞
击后反弹上升的最大高度h=1.25m,从落下到弹跳至h高处经历的时间t=2.1s。忽略空气阻力,重力加速度g=10m/s2,求:
(1)学生与地面撞击过程中损失的机械能;
(2)学生与地面接触的时间
(3)学生对地面的平均撞击力。
总质量为80kg的跳伞运动员从悬停在离地500m的直升机上跳下,经过2s拉开绳索开启降落伞,如图13所示是跳伞过程中的v-t图,试根据图象求:(g取10m/s2)
(1)t=1s时运动员的加速度和所受阻力的大小;
(2)估算14s内运动员下落的高度;
(3)估算运动员从飞机上跳下到着地面的总时间。
如图,质量为10 kg的物体在沿斜面向上的推力F的作用下,从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动,已知F="200" N,物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.25。斜面与水平地面的夹角θ=37º。力F作用2s后撤去,斜面足够长。取g=10m/s2,且sin37º=0.6,cos37º=0.8。求:
(1)物体向上加速运动时的加速度;
(2)物体由静止开始向上运动,经多长时间到达最高点;
(3)物体返回斜面底端的动能。