如图15-4-5所示,一根光滑绝缘杆MN在竖直面内与水平面夹角为37°,放在一个范围较大的磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与杆垂直.质量为m的带电环沿杆下滑到P处时,向上拉杆的力大小为0.4mg,若环带的电荷量为q,问环带什么电?它滑到P处时的速度多大?在何处环与杆无相互作用?图15-4-5
飞行时间质谱仪可以对气体分子进行分析.如图所示,在真空状态下,脉冲阀喷出微量气体,经激光照射产生不同价位的正离子,自板小孔进入、间的加速电场,从板小孔射出,沿中线方向进入、板间的偏转控制区,到达探测器.已知元电荷电量为,、板间距为,极板、的长度和间距均为.不计离子重力及进入板时的初速度.
(1)当间的电压为时,在、间加上适当的电压,使离子到达探测器。请导出离子的全部飞行时间与比荷()的关系式。 (2)去掉偏转电压,在间区域加上垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度,若进入间所有离子质量均为,要使所有的离子均能通过控制区从右侧飞出,间的加速电压至少为多少?
如图所示,相距20 cm的两根光滑平行铜导轨,导轨平面倾角为=,上面放着质量为80 g的金属杆ab,整个装置放在B="0.2" T的匀强磁场中。(1)若磁场方向竖直向下,要使金属杆静止在导轨上,必须通以多大的电流?(2)若磁场方向垂直斜面向下,要使金属杆静止在导轨上,必须通过多大的电流?
真空中有足够大的两个互相平行的金属板,、之间的距离为,两板之间的电压为,按如图所示的规律变化,其周期为,在=0时刻,一带正电的的粒子仅在电场力作用下,由板从静止向板运动,并于(为自然数)时刻恰好到达板,求:(1)若该粒子在时刻才从板开始运动,那么粒子经历同样长的时间,它能运动到离板多远的距离?(2)若该粒子在时刻才从板开始运动,那么粒子经历多长的时间到达板。
如图所示,一半径为R的绝缘圆形轨道竖直放置,圆轨道最低点与一条水平轨道相连,轨道都是光滑的。轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,场强为E。从水平轨道上的A点由静止释放一质量为m的带正电的小球,为使小球刚好在圆轨道内做圆周运动,求释放点A距圆轨道最低点B的距离s。已知小球受到的电场力大小等于小球重力的倍。
一条长为的丝线穿着两个质量均为的金属环A和B,将线的两端都系于同一点O(下图),当金属环带电后,由于静电斥力使丝线构成一等边三角形,此时两环处于同一水平面上,如不计环与丝线的摩擦,两环各带多少电量?