(10分)汤姆孙用来测定电子的比荷(电子的电荷量与质量之比)的实验装置如图所示,真空管内的阴极K发出的电子经加速电压加速后,穿过A’中心的小孔沿中心线(O1O的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P和P’间的区域,极板间距为d。当P和P’极板间不加偏转电压时,电子束打在荧光屏的中心O点处,形成了一个亮点;当P和P’极板间加上偏转电压U后,亮点偏离到O’点;此时,在P和P’间的区域,再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场,调节磁场的强弱,当磁感应强度的大小为B时,亮点重新回到O点。不计电子的初速度、所受重力和电子间的相互作用。
(1)求电子经加速电场加速后的速度大小;
(2)若不知道加速电压值,但己知P和P’极板水平方向的长度为L1,它们的右端到荧光屏中心O点的水平距离为L2,(O于O’点的竖直距离为h,(O'与0点水平距离可忽略不计),求电子的比荷。
长的轻绳,一端固定在O点,另一端系一质量为
小球,在O下方
处,将小球水平向右抛出,忽略空气阻力的影响,经过一段时间绳拉直,绳刚拉直时与竖直线夹角
,已知绳伸直的一瞬间,沿绳方向的速度瞬间减为零。求:
球水平抛出速度;
球摆到最低点时,绳所受拉力。
“嫦娥奔月”的过程简化为:“嫦娥一号”升空后,首先进入周期为的近地圆轨道,然后在地面的指令下经过一系列的变轨后最终被月球捕获,在距离月球表面为
的轨道上绕月球做匀速圆周运动。已知地球质量为
,半径为
,月球质量为
,半径为
。求:“嫦娥一号”绕月球运动时的周期
(最终结果用题目中的物理量为表示)。
如图所示,一足够长的光滑斜面倾角为,斜面AB与水平面BC平滑连接。一物体置于水平面上的D点,D点距B点
,物体与水平面的动摩擦因数为
。现给物体一个向左初速度
,求物体经多长时间物体经过B点?(重力加速度
)
如图所示,在区域Ⅰ(0≤x≤d)和区域Ⅱ(d≤x≤2d)内分别存在匀强磁场,磁感应强度大小分别为B和2B,方向相反,且都垂直于Oxy平面.一质量为m、带电荷量q(q>0)的粒子a于某时刻从y轴上的P点射入区域Ⅰ,其速度方向沿x轴正向.已知a在离开区域Ⅰ时,速度方向与x轴正向的夹角为30°;此时,另一质量和电荷量均与a相同的粒子b也从P点沿x轴正向射入区域Ⅰ,其速度大小是a的;不计重力和两粒子之间的相互作用力.求:粒子a射入区域Ⅰ时速度的大小;
当a离开区域Ⅱ时,a、b两粒子的y坐标之差.网]
如图所示的区域中,左边为垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为 B ,右边是一个电场强度大小未知的匀强电场,其方向平行于OC且垂直于磁场方向.一个质量为m 、电荷量为-q 的带电粒子从P孔以初速度v0沿垂直于磁场方向进人匀强磁场中,初速度方向与边界线的夹角θ=60° ,粒子恰好从C孔垂直于OC射入匀强电场,最后打在Q点,已知OQ= 2 OC ,不计粒子的重力,求: 粒子从P运动到Q所用的时间 t
电场强度 E 的大小
粒子到达Q点时的动能EkQ