如图所示,粗糙程度均匀的绝缘斜面下方O点处有一正点电荷,D点为O点在斜面上的垂足,OM=ON,带负电的小物体以初速度从M点沿斜面上滑, 到达N点时速度恰好为零,然后又滑回到M点,速度大小变为。若小物体电荷量保持不变,可视为点电荷(1)带负电的小物体从M向N运动的过程中电势能如何变化,电场力共做多少功?(2)N点的高度h为多少?(3)若物体第一次到达D点时速度为,求物体第二次到达D点时的速度。
如图1所示,一个质量为m,电量为-q的小物体,可在水平轨道x上运动,O端有一与轨道垂直的固定墙,轨道处在场强大小为E,方向沿Ox轴正向的匀强磁场中,小物体以初速度v0从点x0沿Ox轨道运动,运动中受到大小不变的摩擦力f作用,且f<qE ,小物体与墙壁碰撞时不损失机械能,求它在停止前所通过的总路程?
从阴极K发射的电子经电势差U0=5000V的阳极加速后,沿平行于板面的方向从中央射入两块长L1=10cm、间距d=4cm的平行金属板A、B之间,在离金属板边缘L2=75cm处放置一个直径D=20cm、带有纪录纸的圆筒。整个装置放在真空内,电子发射时的初速度不计,如图6所示,若在金属板上加一U=1000cos2πt V的交流电压,并使圆筒绕中心轴按图示方向以n=2r/s匀速转动,分析电子在纪录纸上的轨迹形状并画出从t=0开始的1s内所纪录到的图形。
如图所示,两根平行金属导轨MN、PQ相距为d=1.0m,导轨平面与水平面夹角为α=30°,导轨上端跨接一定值电阻R=16Ω,导轨电阻不计,整个装置处于与导轨平面垂直且向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为B=1.0T。一根与导轨等宽的金属棒ef垂直MN、PQ静止放置,且与导轨保持良好接触。金属棒质量m=0.1kg、电阻r=0.4Ω,距导轨底端S1=3.75m。另一根与金属棒ef平行放置的绝缘棒gh长度也为d,质量为,从导轨最低点以速度v0=10m/s沿轨道上滑并与金属棒发生正碰(碰撞时间极短),碰后金属棒沿导轨上滑S2=0.2m后再次静止,此过程中电阻R上产生的电热为Q=0.2J。已知两棒与导轨间的动摩擦因数均为,g取10m/s2,求: (1)绝缘棒gh与金属棒ef碰前瞬间绝缘棒的速率; (2)两棒碰后,安培力对金属棒做的功以及碰后瞬间金属棒的加速度; (3)金属棒在导轨上运动的时间。
如图所示,一根光滑绝缘细杆与水平面成的角倾斜固定。细杆的一部分处在场强方向水平向右的匀强电场中,场强E=2×104N/C。在细杆上套有一个带电量为q=-1.73×105C、质量为m=3×10-2kg的小球。现使小球从细杆的顶端A由静止开始沿杆滑下,并从B点进入电场,小球在电场中滑至最远处的C点。已知AB间距离,g=10m/s2。求: (1)带电小球在B点的速度vB; (2)带电小球进入电场后滑行最大距离x2; (3)带电小球从A点滑至C点的时间是多少?
某型号小汽车发动机的额定功率为60kw,汽车质量为1×103kg,在水平路面上正常行驶中所受到的阻力为车重的0.15倍。g取10m/s3。求解如下问题: (1)此型号汽车在水平路面行驶能达到的最大速度是多少? (2)若此型号汽车以额定功率加速行驶,当速度达到20m/s时的加速度大小是多少? (3)质量为60kg的驾驶员驾驶此型号汽车在水平高速公路上以30m/s的速度匀速行驶,设轮胎与路面的动摩擦因数为0.60,驾驶员的反应时间为0.30s,则驾驶员驾驶的汽车与前车保持的安全距离最少为多少?