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显像管是电视机的重要部件,在生产显像管的阴极时,需要用到去离子水。如果去离子水的质量不好,会导致阴极材料中含有较多的SO离子,用这样的阴极材料制作显像管,将造成电视机的画面质量变差。
显像管的简要工作原理如图所示:阴极K发出的电子(初速度可忽略不计)经电压为U的高压加速电场加速后,沿直线PQ进入半径为r的圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面,圆形磁场区域的圆心O在PQ直线上,荧光屏M与PQ垂直,整个装置处于真空中。若圆形磁场区域内的磁感应强度的大小或方向发生变化,都将使电子束产生不同的偏转,电子束便可打在荧光屏M的不同位置上,使荧光屏发光而形成图象,其中Q点为荧光屏的中心。不计电子和SO离子所受的重力及它们之间的相互作用力。
(1)已知电子的电量为e,质量为me,求电子射出加速电场时的速度大小;
(2)在圆形磁场区域内匀强磁场的磁感应强度大小为B时,电子离开磁场的偏转角大小为(即出射方向与入射方向所夹的锐角,且未知),请推导的表达式;
(3)若由于去离子水的质量不好,导致阴极材料中含有较多的SO离子,使得阴极在发出电子的同时还发出一定量的SO离子,SO离子打在荧光屏上,屏上将出现暗斑,称为离子斑。请根据下面所给出的数据,通过计算说明这样的离子斑将主要集中在荧光屏上的哪一部位。(电子的质量me=9.1×10―31kg,SO离子的质量m80=1.6×10―25kg)
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如图所示,两根正对的平行金属直轨道MN、M′N′位于同一水平面上,两轨道之间的距离=0.50m。轨道的MN′端之间接一阻值R=0.40Ω的定值电阻, NN′端与两条位于竖直面内的半圆形光滑金属轨道NP、N′P′平滑连接,两半圆轨道的半径均为R0=0.5m。直轨道的右端处于竖直向下、磁感应强度B=0.64T的匀强磁场中,磁场区域的宽度d=0.80m,且其右边界与NN′重合。现有一质量m=0.20kg、电阻 r=0.10Ω的导体杆ab静止在距磁场的左边界s=2.0m处。在与杆垂直的水平恒力F=2.0N的作用下ab杆开始运动,当运动至磁场的左边界时撤去F,结果导体杆ab恰好能以最小速度通过半圆形轨道的最高点PP′。已知导体杆ab在运动过程中与轨道接触良好,且始终与轨道垂直,导体杆ab与直轨道之间的动摩擦因数=0.10,轨道的电阻可忽略不计,取g=10m/s2,求:
(1)导体杆刚进入磁场时,通过导体杆上的电流大小和方向;
(2)导体杆穿过磁场的过程中通过电阻R上的电荷量;
(3)导体杆穿过磁场的过程中整个电路产生的焦耳热。
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如图所示,在距水平地面高h=0.80m的水平桌面一端的边缘放置一个质量m=0.80kg的木块B,桌面的另一端有一块质量M=1.0kg的木块A以初速度=4.0m/s开始向着木块B滑动,经过时间t=0.80s与B发生碰撞,碰后两木块都落到地面上。木块B离开桌面后落到地面上的D点。设两木块均可以看作质点,它们的碰撞时间极短,且已知D点距桌面边缘的水平距离s=0.60m,木块A与桌面间的动摩擦因数=0.25,重力加速度取g=10m/s2。求:
(1)两木块碰撞前瞬间,木块A的速度大小;
(2)木块B离开桌面时的速度大小;
(3)木块A落到地面上的位置与D点之间的距离。
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一种电池标称电动势为9V,内电阻约为50Ω,允许的最大输出电流为50mA。为了较准确的测量这个电池的电动势和内电阻,可以设计出如图1所示的实验电路,已知实验中所使用的电压表内电阻足够大,可以忽略其对电路的影响;图中R为电阻箱,阻值范围为0―999.9Ω,R0为保护电阻。
①实验室里备用的定值电阻有以下几种规格:
A.10Ω B.50Ω C.150Ω D.500Ω
实验时,R0应选用 较好(填字母代号)。
②按照图1所示的电路图,将图2所示的实物连接成实验电路。
③在实验中,当变阻箱调到图3所示位置后,闭合开关S,电压表的示数为8.70V,此时通过电阻箱的电流为 mA。
④断开开关S,调整电阻箱的阻值,再闭合开关S,读取并记录电压表的示数。多次重复上述操作,可得到多组电压值U和所对应的通过电阻箱的电流值I,利用多次读取和计算出的数据,作出如图4所示的图线。根据图线可知,该电池的电动势E= V,内电阻r= Ω。
图1 图2
图3 图4
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有一根横截面为正方形的薄壁管(如图1所示),用游标为20分度的游标卡尺测量其外部边长的情况如图2甲所示;用螺旋测微器测其管壁厚度d的情况如图2乙所示。则此管外部边长的测量值为= cm;管壁厚度的测量值为d= mm。
图1 图2
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P、Q是某电场中一条电场线上的两点,一点电荷仅在电场力作用下,沿电场线从P点运动到Q点,过此两点时的速度大小分别为和,其速度随位移x变化的图象如图所示。P、Q两点电场强度的大小分别为EP和EQ,该点电荷在这两点的电势能分别为。下列判断正确的是
A.EP>EQ,
B.EP>EQ,
C.EP<EQ,
D.EP<EQ,
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如图所示,P、Q是用两种透明材料制成的两块直角梯形的棱镜,叠合在一起组成一个长方体。某单色光沿与P的上表面成角的方向斜射入P中,其折射光线恰好垂直通过两棱镜的界面,已知材料的折射率nP<nQ。则下列说法正确的是
A.一定没有光线从Q的下表面射出
B.从Q的下表面射出的光线一定与入射到P的上表面的光线平行
C.如果光线从Q的下表面射出,出射光线与下表面所夹的锐角一定大于
D.如果光线从Q的下表面射出,出射光线与下表面所夹的锐角一定小于
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长木板A放在光滑的水平面上,质量为m的物块B以水平初速度从A的一端滑上A的水平上表面,它们在运动过程中的图线如图所示。则根据图中所给出的已知数据、t1及物块质量m,可以求出的物理量是
A.木板获得的动能
B.A、B组成的系统损失的机械能
C.木板的最小长度
D.A、B之间的动摩擦因数
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在平静的水面上激起一列水波,使水面上漂浮的小树叶在3.0s内全振动了6次。当某小树叶开始第6次振动时,沿水波的传播方向与该小树叶相距1.0m、浮在水面的另一小树叶刚好开始振动,则
A.此水波的周期为2.0s
B.此水波的波长为m
C.此水波的传播速度为0.40m/s
D.若振动的频率变大,则同样条件下波传播到1.0m远的小树叶处所用的时间将变短
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如图所示,MN和PQ为处于同一水平面内的两根平行的光滑金属导轨,垂直导轨放置金属棒ab与导轨接触良好,在水平金属导轨之间加竖直向下的匀强磁场。N、Q端接理想变压器的初级线圈,变压器的输出端有三组次级线圈,分别接有电阻元件R、电感元件L和电容元件C。若用IR、IL、IC分别表示通过R、L和C的电流,则下列判断中不正确的是
A.在ab棒匀速运动且ab棒上的电流已达到稳定后,IR≠0,IL≠0,IC=0
B.在ab棒匀速运动且ab棒上的电流已达到稳定后,IR=0,IL=0,IC=0
C.若ab棒在某一中心位置附近做简谐运动,则IR≠0,IL≠0,IC≠0
D.若ab棒匀加速运动,则IR≠0,IL≠0,IC=0
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