用四个阻值均为R的电阻连成如图所示的电路,开关S闭合时,有一质量为,带电荷量为的小球静止于水平放置的平行板电容器的中点,平行板电容器的下极板接地。现打开开关S,这个带电小球便向平行板电容器的一个极板运动,并和此板碰撞,碰撞过程中小球没有机械能损失,只是碰后小球所带电荷量发生变化,碰后小球带有和该极板同种性质的电荷,并恰能运动到另一极板,设两极板间距离为,不计电源内阻,求:(1)小球开始带什么电?小球开始在中点的电势是多少?电源电动势E为多大?(2)小球与极板碰撞后所带的电荷量为多少?
如图所示,固定于水平桌面上足够长的两平行光滑导轨PQ、MN,其电阻不计,间距d=0.5m,P、M两端接有一只理想电压表,整个装置处于竖直向下的磁感应强度B0=0.2T的匀强磁场中,两金属棒L1、L2平行地搁在导轨上,其电阻均为r=0.1Ω,质量分别为M1=0.3kg和M2=0.5kg。固定棒L1,使L2在水平恒力F=0.8N的作用下,由静止开始运动。试求: (1) 当电压表读数为U=0.2V时,棒L2的加速度为多大;(2)棒L2能达到的最大速度vm.
(8分)光滑水平面AB与竖直面的半圆形导轨在B点衔接,导轨半径R,如图所示,物块质量为m,弹簧处于压缩状态,现剪断细线,在弹力的作用下获得一个向右的速度,当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的7倍,之后向上运动恰能完成半圆周运动到达C点,求:(1)弹簧对物块的弹力做的功;(2)物块从B至C克服摩擦阻力所做的功;(3)物块离开C点后落回水平面时动能的大小
某天,小明在上学途中沿人行道以v1=lm/s速度向一公交车站走去,发现一辆公交车正以v2 = 15m/s速度从身旁的平直公路同向驶过,此时他们距车站s=50m。为了乘上该公交车,他加速向前跑去,最大加速度a1=2.5m/s2,能达到的最大速度vm =6m/s。假设公交车在行驶到距车站s0=25m处开始刹车,刚好到车站停下,停车时间t=10s,之后公交车启动向前开去。(不计车长)求:若小明加速过程视为匀加速运动,通过计算分析他能否乘上该公交车
(15分)如图所示,两带有等量异种电荷的平行金属板M、N竖直放置,两板间的距离d=0.4m,现将一质量m=1.0×10-2kg、电荷量q=+4×10-5C的带电小球从两极板上方A点,以v0=2m/s的初速度水平抛出,A点距离两板上端的高度h=0.2m,之后小球恰从M板顶端位置无碰擦地进入板间,做直线运动,直至打在N板上的B点,设空气阻力不计,g=10m/s2,匀强电场只存在于M、N之间,求:⑴小球进入电场时的速度大小和方向;⑵两极板间的电势差U;⑶小球到达B点时的动能。
(12分)如图所示,光滑斜面顶边与底边平行且水平,顶边高H=0.8m,斜面与水平面成θ=30°角,在斜面顶边上的A点以大小为v0=3m/s的初速度,分别沿平行于斜面底边方向和垂直于斜面底边在斜面内抛出两个相同小球,小球都是贴着斜面滑到斜面底边上的B、C处,试比较两个小球运动时间的长短。有同学这样认为:两小球初速度大小相等,根据机械能守恒定律,两小球到达斜面底端的末速度大小也相等,所以平均速度相等,因此两小球运动的时间也相等。你认为这种观点正确吗?如认为正确,请列式计算出两小球的运动时间;如认为不正确,请通过列式计算,比较两小球运动时间的长短。