如图,在水平轨道右侧固定半径为R的竖直圆槽形光滑轨道,水平轨道的PQ段铺设特殊材料,调节其初始长度为l,水平轨道左侧有一轻质弹簧左端固定,弹簧处于自然伸长状态.可视为质点的小物块从轨道右侧A点以初速度v0冲上轨道,通过圆形轨道、水平轨道后压缩弹簧,并被弹簧以原速率弹回.已知R=0.4m,l=2.5m,v0=6m/s,物块质量m=1kg,与PQ段间的动摩擦因数μ=0.4,轨道其它部分摩擦不计.取g=10m/s2.求:
(1)物块经过圆轨道最高点B时对轨道的压力;
(2)物块从Q运动到P的时间及弹簧获得的最大弹性势能;
(3)物块仍以v0从右侧冲上轨道,调节PQ段的长度l,当l长度是多少时,物块恰能不脱离轨道返回A点继续向右运动.
质量m=2.0×10-4kg、电荷量q=1.0×10-6C的带正电微粒静止在空间范围足够大的匀强电场中,电场强度大小为E1.在t=0时刻,电场强度突然增加到E2=4.0×103N/C,场强方向保持不变.到t=0.20s时刻再把电场方向改为水平向右,场强大小保持不变.取g=10m/s2.求:
(1)原来电场强度E1的大小?
(2)t=0.20s时刻带电微粒的速度大小?
(3)带电微粒运动速度水平向右时刻的动能?
汤姆生用如29所示的装置(阴极射线管)发现了电子。电子由阴极C射出,在CA间电场加速,A'上有一小孔,所以只有一细束的电子可以通过P与P'两平行板间的区域,电子通过这两极板区域后打到管的末端,使末端S处的荧光屏发光(荧光屏可以近似看成平面。)。水平放置的平行板相距为d,长度为L,它的右端与荧光屏的距离为D。当平行板间不加电场和磁场时,电子水平打到荧光屏的O点;当两平行板间电压为U时,在荧光屏上S点出现一亮点,测出OS=H;当偏转板中又加一磁感应强度为B垂直纸面向里的匀强磁场时,发现电子又打到荧光屏的O点。若不考虑电子的重力,求
(1)CA间的加速电压U';
(2)电子的比荷e/m。
右下图为一真空示波管的示意图,电子从灯丝K发出(初速度可忽略不计),经灯丝与A板间的电压U1加速,从A板中心孔沿中心线KO射出,然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场),电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直,电子经过电场后打在荧光屏上的P点。已知M、N两板间的电压为U2,两板间的距离为d,板长为L,电子的质量为m,电荷量为e,不计电子受到的重力及它们之间的相互作用力。
(1)求电子穿过A板时速度的大小;
(2)求电子从偏转电场射出时的侧移量;
(3)若要使电子打在荧光屏上P点的上方,可采取哪些措施?
如图所示,在平行金属板AB间和BC间分别由电源提供恒定的电压U1和U2,且U2>U1。在A板附近有一电子,质量为m,电荷量为-e,由静止开始向右运动,穿过B板的小孔进人BC之间,若AB间距为d1,BC间距为d2。求:
(1)电子通过B板小孔后向右运动距B板的最大距离;
(2)电子在AC间往返运动的周期。
汤姆生曾采用电场、磁场偏转法测定电子的比荷,具体方法如下:
Ⅰ.使电子以初速度v1垂直通过宽为L的匀强电场区域,测出偏向角θ,已知匀强电场的场强大小为E,方向如图(a)所示
Ⅱ.使电子以同样的速度v1垂直射入磁感应强度大小为B、方向如图(b)所示的匀强磁场,使它刚好经过路程长度为L的圆弧之后射出磁场,测出偏向角φ,请继续完成以下三个问题:
(1)电子通过匀强电场和匀强磁场的时间分别为多少?
(2)若结果不用v1表达,那么电子在匀强磁场中做圆弧运动对应的圆半径R为多少?
(3)若结果不用v1表达,那么电子的比荷e / m为多少?