如图所示,两带电平行板A、B间的电场为匀强电场,场强E=4.0×102V/m,两板相距d=0.16m,板长L=0.30m。一带电量q=1.0×10-16C、质量m=1.0×10-22㎏的粒子沿平行于板方向从两板的正中间射入电场后向着B板偏转,不计带电粒子所受重力,求:粒子带何种电荷;要使粒子能飞出电场,粒子飞入电场时的速度v0至少为多大;粒子飞出电场时最大偏角的正切值.
如图所示,二块水平放置、相距为 d 的长金属板接在电压可调的电源上。两板之间的右侧区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。将喷墨打印机的喷口靠近上板下表面,从喷口连续不断喷出质量均为 m 、水平速度均为 v 0 、带相等电荷量的墨滴。调节电源电压至 U ,墨滴在电场区域恰能沿水平向右做匀速直线运动,进入电场、磁场共存区域后,最终垂直打在下板的 M 点。
(1)判断墨滴所带电荷的种类,并求其电荷量; (2)求磁感应强度 B 的值; (3)现保持喷口方向不变,使其竖直下移到两板中间位置。为了使墨滴仍能到达下板 M 点应将磁感应强度调至 B` ,则 B` 的大小为多少?
为了研究鱼所受水的阻力与其形状的关系,小明同学用石蜡做成两条质量均为m、形状不同的" A 鱼"和" B 鱼",如图所示。在高出水面 H 处分别静止释放" A 鱼"和" B 鱼", " A 鱼"竖直下滑 h A 后速度减为零," B 鱼" 竖直下滑 h B 后速度减为零。"鱼"在水中运动时,除受重力外还受浮力和水的阻力,已知"鱼"在水中所受浮力是其重力的10/9倍,重力加速度为 g ,"鱼"运动的位移远大于"鱼"的长度。假设"鱼"运动时所受水的阻力恒定,空气阻力不计。求:
(1)" A 鱼"入水瞬间的速度 V A 1 ; (2)" A 鱼"在水中运动时所受阻力 f A ; (3)" A 鱼"与" B 鱼" 在水中运动时所受阻力之比 f A : f B
对铀235的进一步研究在核能的开发和利用中具有重要意义。如图所示,质量为 m 、电荷量为 q 的铀235离子,从容器 A 下方的小孔 S 1 不断飘入加速电场,其初速度可视为零,然后经过小孔 S 2 垂直于磁场方向进入磁感应强度为 B 的匀强磁场中,做半径为 R 的匀速圆周运动。离子行进半个圆周后离开磁场并被收集,离开磁场时离子束的等效电流为 I 。不考虑离子重力及离子间的相互作用。
(1)求加速电场的电压 U ; (2)求出在离子被收集的过程中任意时间 t 内收集到离子的质量M; (3)实际上加速电压的大小会在 U+ΔU 范围内微小变化。若容器 A 中有电荷量相同的铀235和铀238两种离子,如前述情况它们经电场加速后进入磁场中会发生分离,为使这两种离子在磁场中运动的轨迹不发生交叠, Δ U U 应小于多少?(结果用百分数表示,保留两位有效数字)
如图所示,一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内,导轨间距 1=0.5m ,左端接有阻值 R=0.3Ω 的电阻。一质量 m=0.1kg ,电阻 r=0.1Ω 的金属棒MN放置在导轨上,整个装置置于竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度 B=0.4T 。棒在水平向右的外力作用下,由静止开始以 a=2m/s2 的加速度做匀加速运动,当棒的位移 x=9m 时撤去外力,棒继续运动一段距离后停下来,已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比 Q 1 : Q 2 =2:1 。导轨足够长且电阻不计,棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触。求
(1)棒在匀加速运动过程中,通过电阻 R 的电荷量 q ; (2)撤去外力后回路中产生的焦耳热 Q 2 ; (3)外力做的功 W F 。
如图所示,水平地面上固定有高为 h 的平台,台面上有固定的光滑坡道,坡道顶端距台面高度也为 h ,坡道底端与台面相切。小球 A 从坡道顶端由静止开始滑下,到达水平光滑的台面与静止在台面上的小球 B 发生碰撞,并粘连在一起,共同沿台面滑行并从台面边缘飞出,落地点与飞出点的水平距离恰好为台高的一半,两球均可视为质点,忽略空气阻力,重力加速度为 g 。求
(1)小球 A 刚滑至水平台面的速度 v a ;(2) A、B 两球的质量之比 m a : m b 。