)如图所示,电容为C、带电量为Q、极板间距为d的电容器固定在绝缘底座上,两板竖直放置,总质量为M,整个装置静止在光滑水平面上。在电容器右板上有一小孔,一质量为m、带电量为+q的弹丸以速度v0从小孔水平射入电容器中(不计弹丸重力,设电容器周围电场强度为零),弹丸未与左板相碰,最远可到达距右板为x的P点,求:(1)弹丸在电容器中受到的电场力的大小;(2)x的值;(3)当弹丸到达P点时,电容器已移动的距离s。
如右图甲所示,间距为d的平行金属板MN与一对光滑的平行导轨相连,平行导轨间距L=d/2,一根导体棒ab以一定的初速度向右匀速运动,棒的右侧存在一个垂直纸面向里,大小为B的匀强磁场。棒进入磁场的同时,粒子源P释放一个初速度为0的带电粒子,已知带电粒子质量为m,电量为q.粒子能从N板加速到M板,并从M板上的一个小孔穿出。在板的上方,有一个环形区域内存在大小也为B,垂直纸面向外的匀强磁场。已知外圆半径为2d, 里圆半径为d.两圆的圆心与小孔重合(粒子重力不计)(1)判断带电粒子的正负,并求当ab棒的速度为v0时,粒子到达M板的速度v;(2)若要求粒子不能从外圆边界飞出,则v0的取值范围是多少?(3)若棒ab的速度v0只能是,则为使粒子不从外圆飞出,则可以控制导轨区域磁场的宽度S(如图乙所示),那该磁场宽度S应控制在多少范围内
如图所示,质量M=3.0kg的小车静止在光滑的水平地面上,其右侧足够远处有一挡板A,质量m=2.0kg的b球用长l=2m的细线悬挂于挡板正上方。一质量也为m=2kg的滑块(视为质点),以υ0=7m/s的初速度从左端滑上小车,同时对小车施加水平向右、大小为6N的恒力F,当滑块运动到平板车的最右端时,二者恰好相对静止,此时撤去恒力F。平板车碰到挡板时立即停止运动,滑块水平飞出小车后与b球正碰并粘在一起。已知滑块与小车间的动摩擦因数μ=0.3,g=10m/s2,问:(1)撤去恒力F前,滑块、小车的加速度各为多大,方向如何?(2)撤去恒力F时,滑块的速度为多大?(3)悬挂b球的细线能承受的最大拉力为30N,a、b两球碰后,细线是否会断裂?(要求通过计算回答)
在如图所示,x轴上方有一匀强磁场,磁感应强度的方向垂直于纸面向里,大小为B,x轴下方有一匀强电场,电场强度的大小为E,方向与y轴的夹角θ为45o且斜向上方。现有一质量为m电量为q的正离子,以速度v0由y轴上的A点沿y轴正方向射入磁场,该离子在磁场中运动一段时间后从x轴上的C点进入电场区域,该离子经C点时的速度方向与x轴夹角为45o。 不计离子的重力,设磁场区域和电场区域足够大。 求:(1)C点的坐标;(2)离子从A点出发到第三次穿越x轴时的运动时间;(3)离子第四次穿越x轴时速度的大小及速度方向与电场方向的夹角.
如图甲所示为电视机中的显像管的原理示意图,电子枪中的灯丝加热阴极而逸出电子,这些电子再经加速电场加速后,从O点进入由磁偏转线圈产生的偏转磁场中,经过偏转磁场后打到荧光屏MN上,使荧光屏发出荧光形成图像,不计逸出的电子的初速度和重力。已知电子的质量为m、电荷量为e,加速电场的电压为U,偏转线圈产生的磁场分布在边长为l的正方形abcd区域内,磁场方向垂直纸面,且磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示。在每个周期内磁感应强度都是从-B0均匀变化到B0。磁场区域的左边界的中点与O点重合,ab边与OO′平行,右边界bc与荧光屏之间的距离为s。由于磁场区域较小,且电子运动的速度很大,所以在每个电子通过磁场区域的过程中,可认为磁感应强度不变,即为匀强磁场,不计电子之间的相互作用。求:(1)为使所有的电子都能从磁场的bc边射出,求偏转线圈产生磁场的磁感应强度的最大值。(2)若所有的电子都能从磁场的bc边射出时,荧光屏上亮线的最大长度是多少?
一带电粒子无初速度的进入一加速电场A,然后垂直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),如图所示。已知加速电场A板间电压为U1,M、N两板间的电压为U2,两板间的距离为d,板长为L,粒子的质量为m,电荷量为q,不计粒子受到的重力及它们之间的相互作用力。求:(1)粒子穿过A板时速度大小v0;(2)粒子从偏转电场射出时的侧移量y;(3)粒子从偏转电场射出时速度的偏转角q