如图是检验某种防护罩承受冲击能力的装置,MN为半径、固定于竖直平面内的光滑圆弧轨道,轨道上端切线水平。PQ为待检验的固定曲面,该曲面为在竖直面内截面半径的圆弧,圆弧下端切线水平且圆心恰好位于MN轨道的上端点N,M的下端相切处放置竖直向上的弹簧枪,可发射速度不同的质量的小钢珠,假设某次发射的钢珠沿轨道恰好能经过N点,水平飞出后落到PQ上的S点,取g =10m/s2。求:(1)小球到达N点时速度的大小;(2)发射该钢珠前,弹簧的弹性势能的大小;(3)钢珠落到圆弧PQ上S点时速度的大小。
用一个额定电压为12V的灯泡做实验,测得灯丝电阻随灯泡两端电压变化关系图象如图所示.求:(1)在正常发光时,灯泡的电功率为多大?(2)合上开关后,需要0.5s灯泡才能达到正常亮度,说明灯泡未达到正常亮度时电流比正常发光时的要大,计算灯泡电流的最大值.(3)将灯泡与一电动机串联后接到20V电压上,电动机内阻为0.8,灯泡恰好正常发光,电动机输出功率为多少?
如图所示,电压U=6V,定值电阻R1=2.4kΩ、R2=4.8kΩ.(1) 若在ab之间接一个C=100μF的电容器,闭合开关S,电路稳定后,求电容器上所带的电量;(2):若在ab之间接一个内阻RV = 4.8kΩ的电压表,求电压表的示数.
如图所示,长为L的平行金属板M、N水平放置,两板之间的距离为d,两板间有水平方向的匀强磁场,磁感应强度为B,一个带正电的质点,沿水平方向从两板的正中央垂直于磁场方向进入两板之间,重力加速度为g。(1)若M板接直流电源正极,N板接负极,电源电压恒为U,带电质点以恒定的速度v匀速通过两板之间的复合场(电场、磁场和重力场),求带电质点的电量与质量的比值。(2)若M、N接如图所示的交变电流(M板电势高时U为正),L=0.5m,d=0.4m,B=0.1T,质量为m=1×10 4kg带电量为q=2×10 2C的带正电质点以水平速度v=1m/s,从t=0时刻开始进入复合场(g=10m/s2)a.定性画出质点的运动轨迹b.求质点在复合场中的运动时间
如图所示,MN、PQ为竖直放置的两根足够长平行光滑导轨,相距为d=0.5m,M、P之间连一个R=1.5Ω的电阻,导轨间有一根质量为m=0.2kg,电阻为r=0.5Ω的导体棒EF,导体棒EF可以沿着导轨自由滑动,滑动过程中始终保持水平且跟两根导轨接触良好。整个装置的下半部分处于水平方向且与导轨平面垂直的匀强磁场中,磁感应强度为B=2T。取重力加速度g=10m/s2,导轨电阻不计。(1)若导体棒EF从磁场上方某处沿导轨下滑,进入匀强磁场时速度为v=2m/s,a.求此时通过电阻R的电流大小和方向b.求此时导体棒EF的加速度大小(2)若导体棒EF从磁场上方某处由静止沿导轨自由下滑,进入匀强磁场后恰好做匀速直线运动,求导体棒EF开始下滑时离磁场的距离。
(1)从宏观现象中总结出来的经典物理学规律不一定都能适用于微观体系。但是在某些问题中利用经典物理学规律也能得到与实际比较相符合的结论。例如,玻尔建立的氢原子模型,仍然把电子的运动看做经典力学描述下的轨道运动。他认为,氢原子中的电子在库仑力的作用下,绕原子核做匀速圆周运动。已知电子质量为m,电荷为e,静电力常量为k,氢原子处于基态时电子的轨道半径为r1。(1)氢原予处于基态时,电子绕原子核运动,可等效为环形电流,求此等效电流值。(2)在微观领域,动量守恒定律和能量守恒定律依然适用。a.己知光在真空中的速度为c,氢原子在不同能级之间跃迁时,跃迁前后可认为质量不变,均为m。设氢原子处于基态时的能量为E1(E1<O),当原子处于第一激发态时的能量为E1/4,求原子从第一激发态跃迁到基态时,放出光子的能量和氢原子的反冲速度。b.在轻核聚变的核反应中,两个氘核()以相同的动能Eo=0.35MeV做对心碰撞,假设该反应中释放的核能全部转化为氦核()和中子()的动能。已知氘核的质量mD=2.0141u,中子的质量mn=1.0087u,氦核的质量MHe=3.0160u,其中1u相当于931MeV。在上述轻核聚变的核反应中生成的氦核和中子的动能各是多少MeV(结果保留1位有效数字)?