两块水平平行放置的导体板如图所示,大量电子(质量m、电量e)由静止开始,经电压为U
的电场加速后,连续不断地沿平行板的方向从两板正中间射入两板之间.当两板均不带电时,这些电子通过两板之间的时间为3t
;当在两板间加如图所示的周期为2t
,幅值恒为U
的周期性电压时,恰好能使所有电子均从两板间通过.问:
(1)这些电子通过两板之间后,侧向位移(沿垂直于两板方向上的位移)的最大值和最小值分别是多少?
(2)侧向位移分别为最大值和最小值的情况下,电子在刚穿出两板之间时的动能之比为多少?
考点分析:
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如图所示,质量为M=4kg的木板长L=1.4m,静止在光滑的水平地面上,其水平顶面右端静置一介质m=1kg的小滑块(可视为质点),小滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.4,今用水平力F=28N向右拉木板.(1)在力F的作用下,滑块和木板加速度各是多少?(2)要使小滑块从木板上掉下来,力F作用的时间至少要多长?(不计空气阻力,g=10m/s
2)
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搭载有“勇气”号火星车的美国火星探测器,于北京时间2003年6月11日凌晨1时58分成功升空,经过了206个昼夜长达4亿8千万公里漫长的星际旅行,于北京时间2004年1月4日12时35分“勇气”号火星车终于成功登陆在火星表面.
“勇气”号离火星地面12m时与降落伞自动脱离,被众气囊包裹的“勇气”号下落到地面后又弹跳到15m高处,这样上下碰撞了若干次后,才静止在火星表面上.已知火星的半径为地球半径的二分之一,质量为地球的九分之一(取地球表面的重力加速度为10m/s
2,计算结果均取二位有效数字).
(1)根据上述数据,火星表面的重力加速度是多少?
(2)若被众气囊包裹的“勇气”号第一次碰火星地面时,其机械能损失为其12m高处机械能的10%,不计空气的阻力,求“勇气”号在12m高处的速度.
(3)已知“勇气”号和气囊的总质量为200㎏,设与地面第一次碰撞时气囊和地面的接触时间为0.4s,求“勇气”号和气囊与火星碰撞时所受到的平均冲力.
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如图所示,在真空区域内,有宽度为L的匀强磁场,磁感应强度为B,磁场方向垂直纸面向里,MN、PQ是磁场的边界.一质量为m,带电量为-q的粒子,先后两次沿着与MN夹角为θ(0°<θ<90°)的方向垂直于磁感线射入匀强磁场中.第一次粒子以速度v
1射入磁场,粒子刚好没能从PQ边界射出磁场;第二次粒子以速度v
2射入磁场,粒子刚好垂直PQ射出磁场(不计粒子重力,v
1、v
2均为未知量).求:
(1)
的值;
(2)为使粒子以速度v
1射入磁场后沿直线射出PQ边界,可在磁场区域加一匀强电场,求该电场的场强大小和方向.
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如图所示,两条无限长且光滑的平行金属导轨MM′.NN′的电阻为零,相距l=0.4m,水平放置在方向竖直向下、磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,ab,cd两金属棒长度与导轨宽度相同,电阻均为R=0.5Ω,垂直地跨放在导轨上,ab的质最为m
1=0.4kg,cd的质量为m
2=0.1kg,开始将cd棒锁定在导轨上,给ab棒一个向左的瞬时冲量,以初速度v
1=5m/s开始滑动,当速度降为v
=10m/s时,将对cd棒的锁定解除.
(1)在解除对cd棒的锁定前,电路中一共产生了多少焦耳热?
(2)在cd刚开始运动时,cd棒的加速度多大?
(3)cd棒能获得的最大速度是多大?
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如图所示,R
3=6Ω,电源内阻r为1Ω,当S合上且R
2为2Ω时,电源的总功率为16W,而电源的输出功率为12W,灯泡正常发光.求:
(1)电源的电动势;
(2)电灯的电阻;
(3)S断开时,为使灯泡正常发光,R
2的阻值应调到多少Ω?
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