19.(9分)在一真空室内存在着匀强电场和匀强磁场,电场与磁场的方向相同,已知电场强度E=40.0V/m,磁感应强度B=0.30T。如图21所示,在该真空室内建立Oxyz三维直角坐标系,其中z轴竖直向上。质量m=1.0×10
(1)求质点所受电场力与洛仑兹力的大小之比;
(2)求带电质点的电荷量;
(1)电子打到荧光屏上时速度的大小;
(2)磁场磁感应强度的最大值B0。
18.(8分)电视机显像管中需要用变化的磁场来控制电子束的偏转。图20甲为显像管工作原理示意图,阴极K发射的电子束(初速不计)经电压为U的加速电场后,进入一圆形匀强磁场区,磁场方向垂直于圆面(以垂直圆面向里为正方向),磁场区的中心为O,半径为r,荧光屏MN到磁场区中心O的距离为L。当不加磁场时,电子束将通过O点垂直打到屏幕的中心P点。当磁场的磁感应强度随时间按图20乙所示的规律变化时,在荧光屏上得到一条长为2L的亮线。由于电子通过磁场区的时间很短,可以认为在每个电子通过磁场区的过程中磁感应强度不变。已知电子的电荷量为e,质量为m,不计电子之间的相互作用及所受的重力。求:
(2)分别求在0~0.3s和0.3s~0.5s时间内圆环中感应电流的大小,并在图19丙中画出圆环中感应电流随时间变化的i-t图象(以线圈中逆时针电流为正,至少画出两个周期);
(3)求在0~10s内圆环中产生的焦耳热。
(1)分别求在0~0.3s和0.3s~0.5s时间内圆环中感应电动势的大小;
17.(8分)一个半径r =0.
16.(8分)图18所示为美国物理学家密立根测量油滴所带电荷量装置的截面图,两块水平放置的平行金属板间距离为d。油滴从喷雾器的喷嘴喷出时,由于与喷嘴摩擦而带负电。油滴散布在油滴室中,在重力作用下,少数油滴通过上面金属板的小孔进入平行金属板间。当平行金属板间不加电压时,由于受到气体阻力的作用,油滴最终以速度v1竖直向下匀速运动;当上板带正电,下板带负电,两板间的电压为U时,带电油滴恰好能以速度v2竖直向上匀速运动。已知油滴在极板间运动时所受气体阻力的大小与其速率成正比,油滴密度为ρ,已测量出油滴的直径为D(油滴可看做球体,球体体积V=
πD3),重力加速度为g。
(1)设油滴受到气体的阻力f =kv,其中k为阻力系数,求k的大小;
(2)求油滴所带电荷量。
(1)求匀强磁场磁感应强度B的大小;
(2)若撤去磁场,粒子能从极板间射出,求粒子穿过电场时沿电场方向移动的距离;
(3)若撤去磁场,并使电场强度变为原来的2倍,粒子将打在下极板上,求粒子到达下极板时动能的大小。
15.(7分)如图17所示,水平放置的两块带电金属极板a、b平行正对。极板长度为l,板间距为d,板间存在着方向竖直向下、场强大小为E的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场。假设电场、磁场只存在于两板间。一质量为m、电荷量为q的粒子,以水平速度v0从两极板的左端正中央沿垂直于电场、磁场的方向射入极板间,恰好做匀速直线运动。不计粒子的重力及空气阻力。
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