如图所示,计算机键盘上的每一个按键下面都有一个电容传感器.电容的计算公式是其中ε=9.0×10-12F·m-1,S表示两金属片的正对面积,d表示两金属间的距离.当某一键被按下时,d发生改变,引起电容器的电容发生改变,从而给电子线路发出相应的信号.已知两金属片的正对面积为50 mm2,键未被按下时,两金属片间的距离为0.60 mm.只要电容变化达0.25 pF,电子线路就能发出相应的信号,那么为使按键得到反应,至少需要按下多大距离?
如图所示,AKD为竖直平面内固定的光滑绝缘轨道,轨道间均平滑连接,AK段水平,其间分布有一水平向右的匀强电场I。PQ为同一竖直面内的固定光滑水平轨道。自D点向右宽度L=0.7m的空间,分布有水平向右、场强大小E=1.4×105N/C的匀强电场II。质量m2=0.1kg、长度也为L的不带电绝缘平板,静止在PQ上并恰好处于电场II中,板的上表面与弧形轨道相切于D点。AK轨道上一带正电的小物体从电场I的左边界由静止开始运动,并在D点以速度v=1m/s滑上平板。已知小物体的质量m1=10-2kg,电荷量q=+10-7C,与平板间的动摩擦因数,AK与D点的垂直距离为h=0.3m,小物体离开电场II时速度比平板的大、小物体始终在平板上。设小物体电荷量保持不变且视为质点,取g=10m/s2。求: (1)电场I左右边界的电势差; (2)小物体从离开电场II开始,到平板速度最大时,所需要的时间。
如图所示,一辆质量M="3" kg的小车A静止在光滑的水平面上,小车上有一质量m="l" kg的光滑小球B,将一轻质弹簧压缩并锁定,此时弹簧的弹性势能为Ep=6J,小球与小车右壁距离为L=0.4m,解除锁定,小球脱离弹簧后与小车右壁的油灰阻挡层碰撞并被粘住,求: ①小球脱离弹簧时的速度大小; ②在整个过程中,小车移动的距离。
如图所示,横截面(纸面)为△ABC的三棱镜置于空气中,顶角∠A=60°.纸面内一细光束以入射角i射入AB面,直接到达AC面并射出,光束在通过三棱镜时出射光与入射光的夹角为(偏向角).改变入射角i,当i=i0时,从AC面射出的光束的折射角也为i0,理论计算表明在此条件下偏向角有最小值.求三棱镜的折射率n.
一气缸质量为M=60kg(气缸的厚度忽略不计且透热性良好),开口向上放在水平面上,气缸中有横截面积为S=100cm2的光滑活塞,活塞质量m=10kg.气缸内封闭了一定质量的理想气体,此时气柱长度为L1="0.4" m.已知大气压为po=1×105Pa.现用力缓慢向上拉动活塞,若使气缸能离开地面,气缸的高度至少是多少?(取重力加速度g=l0m/s2。)
如图(甲)所示,两带等量异号电荷的平行金属板平行于x轴放置,板长为L,两板间距离为2y0,金属板的右侧宽为L的区域内存在如图(乙)所示周期性变化的磁场,磁场的左右边界与x轴垂直.现有一质量为m,带电荷量为+q的带电粒子,从y轴上的 A点以速度v0沿x轴正方向射入两板之间,飞出电场后从点(L,0)进入磁场区域,进入时速度方向与x轴夹角为30°,把粒子进入磁场的时刻做为零时刻,以垂直于纸面向里作为磁场正方向,粒子最后从x轴上(2L,0)点与x轴正方向成30°夹角飞出磁场,不计粒子重力. (1)求粒子在两板间运动时电场力对它所做的功; (2)计算两板间的电势差并确定A点的位置; (3)写出磁场区域磁感应强度B0的大小、磁场变化周期T应满足的表达式.