如图(甲)所示,A、B是一对平行放置的金属板,中心各有一个小孔P、Q,P、Q连线垂直金属板,两极板间距离为d,从P点处连续不断地有质量为m,带电量为m的带电粒子(重力不计)沿P、Q方向放出,初速度可忽略不计.从某一时刻t=0开始,在A、B间加上如图(乙)所示的交变电压,周期为T,电压大小为U,带电粒子在A、B间运动过程中,粒子间的相互作用力忽略不计.
(1)
如果只有在每个周期为0~时间内放出的带电粒子才能从小孔Q中射出,则上述物理量之间满足怎样的关系?
(2)
如果各物理量满足第一问的关系,求每个周期从小孔Q中有粒子射出的时间与周期T的比值.
电子所带电荷量最早是由美国科学家密立根通过油滴实验测出的.油滴实验的原理如图所示,两块水平放置的平行金属板与电源连接,上、下板分别带正、负电荷,油滴从喷雾器喷出后,由于摩擦而带电,油谪进入上板中央小孔后落到匀强电场中,通过显微镜可以观察到油滴的运动情况,两金属板问的距离为d.忽略空气对油滴的浮力和阻力.
调节两金属板问的电势差u,当u=U0时,设油滴的质量为m,使得某个油滴恰好做匀速运动.该油滴所带电荷量q为多少?
若油滴进入电场时的速度可以忽略,当两金属板问的电势差为u=U时,观察到某个质量为m带电的油滴进入电场后做匀加速运动,经过时间t运动到下极板,求此油滴所带电荷量Q.
一个带正电的微粒,从A点射入水平方向的匀强电场中,微粒沿直线AB运动,如图所示,AB与电场线夹角?=30.已知带电微粒的质量m=1.0×10-7kg,电荷量q=1.0×10-10C,A、B相距L=20cm(g=10m/s2).
试说明微粒在电场中运动的性质,要求说明理由.
求电场强度的大小和方向.
(3)
要使微粒从A点运动到B点,微粒进入电场时的最小速度是多大?
计算题
如图所示,在劲度系数为k的弹簧下端挂一个质量为m的物体,物体下有一个托盘,用托盘托着物体使弹簧恰好处于原长,然后使托盘以加速度a竖直向下做匀加速直线运动(a<g),试求托盘向下运动多长时间能与物体脱离?
实验装置如图甲所示;一木块放在水平长木板上,左侧拴有一细软线,跨过固定在木板边缘的滑轮与一重物相连,木块右侧与打点计时器的纸带相连,在重物牵引下,木块在木板上向左运动,重物落地后,木块继续向左做匀减速运动,图乙给出了重物落地后,打点计时器在纸带上打出的一些点,试根据给出的数据,求木块与木板间的摩擦因数μ.要求写出主要的运算过程,结果保留2位有效数字.(打点计时器所用交流电频率为50 Hz,不计纸带与木块间的拉力.取重力加速度g=10 m/s2)
实验装置如图1所示:一木块放在水平长木板上,左侧栓有一细软线,跨过固定在木板边缘的滑轮与一重物相连。木块右侧与打点计时器的纸带相连。在重物牵引下,木块在木板上向左运动,重物落地后,木块继续向左做匀减速运动,图2给出了重物落地后,打点计时器在纸带上打出的一些点,试根据给出的数据,求木块与木板间的摩擦因数μ。要求写出主要的运算过程。结果保留2位有效数字。(打点计时器所用交流电频率为50 Hz,不计纸带与木块间的拉力。取重力加速度g=10 m/s2)
一个原来静止的电子,经电压加速后,获得的速度为.问电子的质量增大了还是减小了?改变了百分之几?
在粒子对撞机中,有一个电子经高压加速,速度达到光速的0.5倍,试求此时电子的质量变为静止时的多少倍?
如图所示,小车以加速度a沿水平方向运动,小车的木架上悬挂小球,小球相对于木架静止,且悬线与竖直方向夹角为θ.求小车的加速度.
如图所示为一弹簧振子的振动图象.求:
(1)从计时开始经过多长时间第一次达到弹性势能最大?
(2)在第2 s末到第3 s末这段时间内弹簧振子的加速度、速度、动能和弹性势能各是怎样变化的?
(3)该振子在前100 s的总位移是多少?路程是多少?