如图所示,带等量异种电荷的两块相互平行的金属板AB、CD,长都为L,两板间距为d,其间为匀强电场.当两板间电压为U0时,有一质量为m、带电量为q的质子紧靠AB板的上表面以初速度v0射入电场中,设质子运动过程中不会和CD板相碰,不计质子重力。求:(1)当时,质子在垂直于极板方向的位移多大?(2)当时,突然改变两金属板带电性质,且两板间电压仍为U0,则质子飞出电场时在垂直于极板方向的总位移又是多大?
如图所示电路,电源电动势E=12V,内阻r=1Ω。外电路中电阻R1=2Ω,R2=3Ω,R3=7.5Ω。电容器的电容C=2μF。求: (1)电键S闭合时,电路稳定时电容器所带的电量; (2)电键从闭合到断开,流过电流表A的电量。
如图,xOy平面内存在着沿y轴正方向的匀强电场,一个质量为m、带电荷量为+q的粒子从坐标原点O以速度v0沿x轴正方向开始运动。当它经过图中虚线上的M(,a)点时,撤去电场,粒子继续运动一段时间后进入一个矩形匀强磁场区域(图中未画出),又从虚线上的某一位置N处沿y轴负方向运动并再次经过M点。已知磁场方向垂直xOy平面(纸面)向里,磁感应强度大小为B,不计粒子的重力。试求: (1)电场强度的大小; (2)N点的坐标; (3)矩形磁场的最小面积。
相距L=1.5m的足够长金属导轨竖直放置,质量为m1=1.0kg的金属棒ab和质量为m2=0.27kg的金属棒cd均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上,确保金属棒与金属导轨良好接触,如图(a)所示。虚线上方磁场方向垂直纸面向里,虚线下方磁场方向竖直向下,两处磁场磁感应强度大小相同。ab棒光滑,cd棒与导轨间动摩擦因数为μ=0.75,两棒总电阻为R=1.8Ω,导轨电阻不计。现有一方向竖直向下、大小按图(b)所示规律变化的外力F作用在ab棒上,使棒从静止开始沿导轨匀加速运动,与此同时cd棒也由静止释放。取重力加速度g=10m/s2。求: (1)磁感应强度B的大小和ab棒的加速度大小; (2)若在2s内外力F做功40J,则这一过程中两金属棒产生的总焦耳热是多少? (3)判断cd棒将做怎样的运动,并求出cd棒达到最大速度所需的时间t0。
如图所示,静止放在水平桌面上的纸带,其上有一质量为m="0.1" kg的铁块,它与纸带右端的距离为L=0.5m,所有接触面之间的动摩擦因数相同。现用水平向左的恒力,经2s时间将纸带从铁块下抽出,当纸带全部抽出时铁块恰好到达桌面边缘且速度为v=2m/s。已知桌面高度为H=0.8m,不计纸带重力,铁块视为质点。重力加速度g取10m/s2,求: (1)铁块抛出后落地点离抛出点的水平距离; (2)动摩擦因数; (3)纸带抽出过程中系统产生的内能。
如图所示,水平地面上方有一绝缘弹性竖直薄档板,板高h="3" m,与板等高处有一水平放置的小篮筐,筐口的中心距挡板s="1" m。整个空间存在匀强磁场和匀强电场,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度B=1T,而匀强电场未在图中画出;质量m=1×10-3kg、电量q=﹣1×10-3C的带电小球(视为质点),自挡板下端的左侧以某一水平速度v0开始向左运动,恰能做匀速圆周运动,若小球与档板相碰后以原速率弹回,且碰撞时间不计,碰撞时电量不变,小球最后都能从筐口的中心处落入筐中。(g取10m/s2,可能会用到三角函数值sin37°=0.6,cos37°=0.8)。试求: (1)电场强度的大小与方向; (2)小球运动的可能最大速率; (3)小球运动的可能最长时间。