质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具.它的构造原理如图10所示,离子源S产生电荷量为q的某种正离子,离子产生时的速度很小,可以看作是静止的,离子经过电压U加速后形成离子流,然后垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场,沿着半圆周运动而到达记录它的照相底片P上.实验测得,它在P上的位置到入口处S1的距离为a,离子流的电流为I.请回答下列问题:(1)在时间t内到达照相底片P上的离子的数目为多少?(2)单位时间内穿过入口S1处离子流的能量为多大?(3)试证明这种离子的质量为
如图所示,光滑水平面上有一质量为m、带正电荷量为q的物块,在水平方向互相垂直的匀强电磁复合场中由静止释放,已知电场强度为E,磁感应强度为B。 求:物块在水平面上滑行的时间。
用30cm的细线将质量为4×10-3㎏的带电小球P悬挂在O点下,当空中有方向为水平向右,大小为1×104N/C的匀强电场时,小球偏转30°后处在静止状态。求: (1)求小球的带电量 (2)求细线的拉力。
匀强磁场的磁感应强度B=0.3T,一根通电直导线的长度为0.2m,电流是5A,求下列情况下通电导体在磁场中的受力: ⑴电流方向与磁场方向相同时,安培力的大小为多少? ⑵电流方向与磁场方向垂直时,安培力的大小为多少?
当物体从高空下落时,空气阻力(不计空气的浮力)会随物体的速度增大而增大,因此经过一段距离后将匀速下落,这个速度称为此物体下落的终极速度.研究发现,在相同环境条件下,球形物体的终极速度仅与球的半径和质量有关.(g取10m/s2)下表是某次研究的实验数据:
(1)根据表中的数据,求出B球与C球在达到终极速度时所受的空气阻力之比fB∶fC. (2)根据表中的数据,归纳出球型物体所受的空气阻力f与球的终极速度v及球的半径r的关系,写出表达式并求出比例系数.
滑板运动是一项非常刺激的水上运动,研究表明,在进行滑板运动时,水对滑板的作用力Fx垂直于板面,大小为kv2,其中v为滑板速率(水可视为静止).某次运动中,在水平牵引力作用下,当滑板和水面的夹角θ=37°时,滑板做匀速直线运动,相应的k=54kg/m,人和滑板的总质量为108kg。 (1)水平牵引力的大小; (2)滑板的速率。(g取10m/s2)