如图所示,A、B为两块平行金属板,A板带正电荷、B板带负电荷.两板之间存在着匀强电场,两板间距为d、电势差为U,在B板上开有两个间距为L的小孔.C、D为两块同心半圆形金属板,圆心都在贴近B板的O′处,C带正电、D带负电.两板间的距离很近,两板末端的中心线正对着B板上的小孔,两板间的电场强度可认为大小处处相等,方向都指向O′.半圆形金属板两端与B板的间隙可忽略不计.现从正对B板小孔紧靠A板的O处由静止释放一个质量为m、电荷量为q的带正电的微粒(微粒的重力不计),问:
(1)微粒穿过B板小孔时的速度多大?
(2)为了使微粒能在C、D板间运动而不碰板,C、D板间的电场强度大小应满足什么条件?
(3)从释放微粒开始,求微粒通过半圆形金属板间的最低点P点的时间?
如图所示的匀强电场中,有a、b、c三点,ab=5cm,bc=12cm,其中ab沿电场方向,bc和电场线方向成60°角,一个电荷量为q=3×10﹣8C的正电荷从a移到b电场力做功为W1=1.2×10﹣7J,求:
(1)匀强电场的场强E;
(2)电荷从b移到c,电场力做的功W2;
(3)a、c两点间的电势差Uac.
如图所示,BC是半径为R的圆弧形的光滑且绝缘的轨道,位于竖直平面内,其下端与水平绝缘轨道平滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场中,电场强度为E.今有一质量为m、带正电q的小滑块(体积很小可视为质点),从C点由静止释放,滑到水平轨道上的A点时速度减为零.若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数为μ,求:
(1)滑块通过B点时的速度大小Vb?
(2)水平轨道上A、B两点之间的距离S?
如图所示,光滑绝缘的四分之三圆形轨道BCDG位于竖直平面内,轨道半径为R,下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场中,现有一质量为m、带正电的小滑块(可视为质点)置于水平轨道上,滑块受到的电场力大小为mg,滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5,重力加速度为g,求:
(1)若滑块从水平轨道上距离B点s=3R的A点由静止释放,求滑块到达圆心O等高的C点的速度大小
(2)在(1)的情况下,求滑块到达C点时对轨道的作用力大小
(3)若滑块从水平轨道上距B点为的某点由静止释放,使滑块沿圆轨道滑行过程中不脱离圆轨道,求的范围
在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中,有一倾角为θ,足够长的光滑绝缘斜面,磁感应强度为B,方向垂直纸面向外,电场方向竖直向上.有一质量为m,带电量为十q的小球静止在斜面顶端,这时小球对斜面的正压力恰好为零,如图所示,若迅速把电场方向反转竖直向下,小球能在斜面上连续滑行多远?所用时间是多少?
如图所示A、B为水平放置的足够长的平行板, 板间距离为d =1.0×m,A板中央有一电子源P,在纸面内能向各个方向发射速度在0~3.2×m/s范围内的电子,Q为P点正上方B板上的一点, 若垂直纸面加一匀强磁场, 磁感应强度B = 9.1×T,已知电子的质量m = 9.1×kg, 电子电量e = 1.6×C, 不计电子的重力和电子间相互作用力,且电子打到板上均被吸收, 并转移到大地. 求:
(1)沿PQ方向射出的电子,击中A、B两板上的范围.
(2)若从P点发出的粒子能恰好击中Q点,则电子的发射方向(用图中θ角表示) 与电子速度的大小v之间应满足的关系及各自相应的取值范围.
如下图甲所示,在y=0和y=3m之间有沿着x轴方向的匀强电场,MN为电场区域的上边界,在x轴方向范围足够大.电场强度的变化如图乙所示,取x轴正方向为电场正方向,现有一个带正电的粒子,粒子的比荷为,在t=0时刻以速度v0=5×102m/s从O点沿y轴正方向进入电场区域,不计粒子重力,求:
(1)粒子通过电场区域的时间;
(2)粒子离开电场时的位置坐标;
(3)粒子刚通过电场区域时速度方向与x轴正方向夹角的正切值(保留3位有效数字).
如图所示为真空示波管的示意图,电子从灯丝K发出(初速度不计),经灯丝与A板间的加速电压U1加速,从A板中心孔沿中心线KO射出,然后进入由两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场),电子进入偏转电场时的速度与电场方向垂直,电子经过偏转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L1,板右端到荧光屏的距离为L2,电子质量为m,电荷量为e。求:(1)电子穿过A板时的速度大小;(2)电子从偏转电场射出时的侧移量;(3)P点到O点的距离。
如图所示,匀强电场方向与水平方向的夹角θ=30°斜右上方,电场强度为E,质量为m的带负电的小球以初速度v0开始运动,初速度方向与电场方向一致,试求:
(1)若小球带的电荷量为q=,为使小球能做匀速直线运动,应对小球施加的恒力F1的大小和方向如何?
(2)若小球带的电荷量为q=,为使小球能做直线运动,应对小球施加的最小恒力F2的大小和方向如何?
如图ABCD是竖直放在E=103 V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道,BCD是直径为20cm的半圆环,AB=15cm,一质量m=10g,带电量q=10-4 C的小球由静止在电场力作用下自A点沿轨道运动,求:
(1)由A到C点电场力作了多少功?
(2)它运动到C点速度多大?
(3)此时对轨道的压力多大?
如图所示,有一对长4cm的平行金属板,相距3cm倾斜放置与水平面成37°角,两板间加上50V电压,有一带电粒子质量为4×10﹣8kg,以1m/s的速度自A板左边缘C水平进入电场,在电场中沿水平方向运动并恰好从B板边缘水平飞出,虚线为其运动轧迹,g=10m/s2,sin37°=0.6.求:
①带电粒子所带电量.
②带电粒子飞出电场时的速度多大.
如图(a)所示,两块水平放置的平行金属板A、B,板长L="18.5" cm,两板间距d="3" cm,两板之间有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B=6.0×10-2 T,两板加上如图(b)所示的周期性变化的电压,t=0时A板带正电.已知t=0时,有一个质量m=1.0×10-12 kg,带电荷量q=+1.0×10-6 C的粒子,以速度v="600" m/s,从距A板 2.5 cm处,沿垂直于磁场、平行于两板的方向射入两板之间,若不计粒子的重力,取π=3.0,求:
1.粒子在t=0至t=1×10-4 s内做怎样的运动?位移多大?
2.带电粒子从射入到射出板间所用的时间.
如图所示,两块平行金属极板MN水平放置,板长L=1 m.间距d= m,两金属板间电压UMN=1×104 V;在平行金属板右侧依次存在ABC和FGH两个全等的正三角形区域,正三角形ABC内存在垂直纸面向里的匀强磁场B1,三角形的上顶点A与上金属板M平齐,BC边与金属板平行,AB边的中点P恰好在下金属板N的右端点;正三角形FGH内存在垂直纸面向外的匀强磁场B2.已知A、F、G处于同一直线上,B、C、H也处于同一直线上.AF两点的距离为 m.现从平行金属板MN左端沿中心轴线方向入射一个重力不计的带电粒子,粒子质量m=3×10-10 kg,带电荷量q=+1×10-4 C,初速度v0=1×105 m/s.
(1)求带电粒子从电场中射出时的速度v的大小和方向;
(2)若带电粒子进入中间三角形区域后垂直打在AC边上,求该区域的磁感应强度B1;
(3)若要使带电粒子由FH边界进入FGH区域并能再次回到FH界面,求B2应满足的条件.
如图所示,在两条平行的虚线内存在着宽度为L、电场强度为E的匀强电场,在与右侧虚线相距也为L处有一与电场平行的屏.现有一电荷量为+q、质量为m的带电粒子(重力不计),以垂直于电场线方向的初速度v0射入电场中,v0方向的延长线与屏的交点为O.试求:
(1)粒子从射入电场到打到屏上所用的时间.
(2)粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值tan α;
(3)粒子打在屏上的点P到O点的距离Y.
一电路如图所示,电源电动势E=24V,内阻r=2Ω,电阻R1=2Ω,R2=28Ω,R3=8Ω,C为平行板电容器,其电容C=3.0×10﹣12F,虚线到两极板间距离相等,极板长L=0.20m,两极板的间距d=0.01m.
(1)若开关S处于断开状态,则当其闭合后,求流过R3的总电荷量为多少?
(2)若开关S断开时,有一带电微粒沿虚线方向以v0=2.0m/s的初速度射入C的电场中,刚好沿虚线匀速运动,问:当开关S闭合后,此带电微粒以相同初速度沿虚线方向射入C的电场中,能否从C的电场中射出?(要求写出计算和分析过程,g取10m/s2)