电视机的显像管中电子束的偏转是应用磁偏转技术实现的。如图1所示为显像管的原理示意图。显像管中有一个电子枪,工作时阴极发射的电子(速度很小,可视为零)经过加速电场加速后,穿过以O点为圆心、半径为r的圆形磁场区域(磁场方向垂直于纸面),撞击到荧光屏上使荧光屏发光。已知电子质量为m、电荷量为e,加速电场的电压为U,在没有磁场时电子束通过O点打在荧光屏正中央的M点,OM间距离为S。电子所受的重力、电子间的相互作用力均可忽略不计,也不考虑磁场变化所激发的电场对电子束的作用。由于电子经过加速电场后速度很大,同一电子在穿过磁场的过程中可认为磁场不变。
(1)求电子束经偏转磁场后打到荧光屏上时的速率;
(2)若磁感应强度随时间变化关系如图2所示,其中,求电子束打在荧光屏上发光所形成的“亮线”长度。
(3)若电子束经偏转磁场后速度的偏转角θ=60°,求此种情况下电子穿过磁场时,螺线管线圈中电流I0的大小;
如图甲所示,将一间距为L=1 m的U形光滑导轨(不计电阻)固定倾角为θ=30°,轨道的上端与一阻值为R=1 Ω的电阻相连接,整个空间存在垂直轨道平面向下的匀强磁场,磁感应强度大小B未知,将一长度也为L=1 m、阻值为r=0.5 Ω、质量为m=0.4 kg的导体棒PQ垂直导轨放置(导体棒两端均与导轨接触).再将一电流传感器按照如图甲所示的方式接入电路,其采集到的电流数据能通过计算机进行处理,得到如图乙所示的I-t图象.假设导轨足够长,导体棒在运动过程中始终与导轨垂直.已知重力加速度g=10 m/s2.
(1)求0.5 s时定值电阻的发热功率;
(2)求该磁场的磁感应强度大小B;
(3)估算0~1.2 s的时间内通过传感器的电荷量以及定值电阻上所产生的热量.
某同学做“测定玻璃折射率”实验时,完成光路图后,由于没有量角器,借助圆规以O为圆心画圆,该圆交入射光线与A点,交OO连线延长线与C点,分别过A点,C点作法线NN的垂线AB、CD交NN于B点,D点,请用刻度尺测量并计算得到此种玻璃的折射率n=_____________。
如图是做探究电磁感应产生条件的实验装置,假设在开关闭合的瞬间,灵敏电流计的指针向左偏转,则闭合开关稳定后,当螺线管A向上拔出的过程中,灵敏电流计的指针向_____偏转(填“左”或“右”)
如图所示,光滑曲面AB与水平面BC平滑连接于B点,BC右端连接内壁光滑、半径为r的 细圆管CD,管口D端正下方直立一根劲度系数为k的轻弹簧,轻弹簧一端固定,另一端恰好与管口D端平齐。质量为m的滑块在曲面上距BC的高度为2r处从静止开始下滑,滑块与BC间的动摩擦因数μ=
,进入管口C端时与圆管恰好无作用力,通过CD后压缩弹簧,在压缩弹簧过程中滑块速度最大时弹簧的弹性势能为Ep。求:
(1)滑块到达B点时的速度大小vB;
(2)水平面BC的长度x;
(3)在压缩弹簧过程中滑块的最大速度vm。
如图所示,一个质量M=50kg的人站在升降机的地板上,升降机的顶部悬挂了一只弹簧测力计,测力计下挂着一个质量m=5kg的物体A。当升降机向上运动时,她看到弹簧测力计的示数为40N,g=10m/s2,求:
(1)升降机的加速度;
(2)此时人对地板的压力。