一台质谱仪的工作原理如图所示,电荷量均为、质量不同的离子飘入电压为的加速电场,其初速度几乎为零,这些离子经过加速后通过狭缝沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为的匀强磁场,最后打在底片上,已知放置底片区域已知放置底片的区域,且。某次测量发现中左侧2/3区域损坏,检测不到离子,但右侧1/3区域仍能正常检测到离子. 在适当调节加速电压后,原本打在的离子即可在检测到.
(1)求原本打在中点的离子质量;
(2)为使原本打在的离子能打在区域,求加速电压U的调节范围;
(3)为了在区域将原本打在区域的所有离子检测完整,求需要调节的最少次数。(取;)
如图所示,为供儿童娱乐的滑梯的示意图,其中AB为斜面滑槽,与水平方向的夹角为θ=37°;长L的BC水平滑槽,与半径R=0.2m的圆弧CD相切;ED为地面.已知儿童在滑槽上滑动时的动摩擦因数μ=0.5,在B点由斜面转到水平面的运动速率不变,A点离地面的竖直高度AE为H="2" m.
(取g="10" m/s2,sin370=0.6, cos370=0.8)试求:
(1)儿童在斜面滑槽上滑下时的加速度大小?
(要求作出儿童在斜面上运动时的受力分析图)
(2)儿童从A处由静止开始滑到B处时的速度大小?(结果可用根号表示)
(3)为了使儿童在娱乐时不会从C处平抛滑出,水平滑槽BC的长度L至少为多少?
如图所示,一束电子流经U1=500V的电压作用后,以水平方向飞入两平行板的中央.若平行板间的距离d=2cm,板长L=5cm,求:
(1)电子进入平行板间的速度v1多大?
(2)至少在平行板上加多大电压U2才能使电子不再飞出平行板?
(3)若电子恰好从右板边界飞出,求飞出时速度与水平方向夹角的tan值?
(电子的电量1.6×10-19C,电子的质量9×10-31kg)
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?