(11分)如图所示,A.B为平行板电容器,两板相距d,接在电压为U的电源上,在A板的中央有一小孔M(两板间电场可视为匀强电场).今有一质量为m的带电质点,自A板上方与A板相距也为d的O点由静止自由下落,穿过小孔M后到达距B板的N点时速度恰好为零.(重力加速度为g)求:(1)带电质点的电荷量,并指出其带电性质;(2)在保持与电源相连的情况下,A板往下移的距离.质点仍从O点由静止自由下落,求质点下落速度为零时距B板的距离.
如图,一半径为的圆表示一柱形区域的横截面(纸面)。在柱形区域内加一方向垂直于纸面的匀强磁场,一质量为、电荷量为的粒子沿图中直线在圆上的点射入柱形区域,在圆上的点离开该区域,离开时速度方向与直线垂直。圆心到直线的距离为。现将磁场换为平等于纸面且垂直于直线的匀强电场,同一粒子以同样速度沿直线在点射入柱形区域,也在点离开该区域。若磁感应强度大小为,不计重力,求电场强度的大小。
拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具(如图)。设拖把头的质量为,拖杆质量可以忽略;拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数,重力加速度为,某同学用该拖把在水平地板上拖地时,沿拖杆方向推拖把,拖杆与竖直方向的夹角为。 (1)若拖把头在地板上匀速移动,求推拖把的力的大小。 (2)设能使该拖把在地板上从静止刚好开始运动的水平推力与此时地板对拖把的正压力的比值为。已知存在一临界角,若,则不管沿拖杆方向的推力多大,都不可能使拖把从静止开始运动。求这一临界角的正切。
某校举行托乒乓球跑步比赛,赛道为水平直道,比赛距离为。比赛时,某同学将球置于球拍中心,以大小为的加速度从静止开始做匀加速直线运动,当速度达到时,再以做匀速直线运动跑至终点。整个过程中球一直保持在球拍中心不动。比赛中,该同学在匀速直线运动阶段保持球拍的倾角为,如题25图所示。设球在运动中受到空气阻力大小与其速度大小成正比,方向与运动方向相反,不计球与球拍之间的摩擦,球的质量为,重力加速度为。 (1)求空气阻力大小与球速大小的比例系数; (2)求在加速跑阶段球拍倾角随速度变化的关系式; (3)整个匀速跑阶段,若该同学速度仍为,而球拍的倾角比大了并保持不变,不计球在球拍上的移动引起的空气阻力变化,为保证到达终点前球不从球拍上距离中心为r的下边沿掉落,求应满足的条件。
有人设计了一种带电颗粒的速率分选装置,其原理如题图所示,两带电金属板间有匀强电场,方向竖直向上,其中矩形区域内还有方向垂直纸面向外的匀强磁场。一束比荷(电荷量与质量之比)均为的带正电颗粒,以不同的速率沿着磁场区域的水平中心线进入两金属板之间,其中速率为的颗粒刚好从点处离开磁场,然后做匀速直线运动到达收集板。重力加速度为,=3,=2,收集板与的距离为,不计颗粒间相互作用。求
(1)电场强度的大小; (2)磁感应强度的大小; (3)速率为的颗粒打在收集板上的位置到点的距离。
如图所示,二块水平放置、相距为的长金属板接在电压可调的电源上。两板之间的右侧区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。将喷墨打印机的喷口靠近上板下表面,从喷口连续不断喷出质量均为、水平速度均为、带相等电荷量的墨滴。调节电源电压至,墨滴在电场区域恰能沿水平向右做匀速直线运动,进入电场、磁场共存区域后,最终垂直打在下板的点。
(1)判断墨滴所带电荷的种类,并求其电荷量; (2)求磁感应强度的值; (3)现保持喷口方向不变,使其竖直下移到两板中间位置。为了使墨滴仍能到达下板点应将磁感应强度调至,则的大小为多少?