如图所示,在两条平行的虚线间存在着宽度为L、电场强度为E的匀强电场,在与右侧虚线相距为L处有一个与电场平行的屏.现有一电荷量为+q、质量为m的带电粒子(重力不计),以垂直于电场线方向的初速度v0射入电场中,v0方向的延长线与屏的交点为O.试求:(1)粒子从射入到打到屏上所用的时间;(2)粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值;(3)粒子打在屏上的点P到O距离y.
体育老师带领学生做了一个游戏,在跑道上距离出发点50m的直线上放有1枚硬币,游戏规则是学生从出发点起跑把这枚硬币捡起来(捡硬币时,人的速度为0),看谁用的时间最短。已知某同学做加速运动和减速运动的加速度最大值均为a="2" m/s 2,运动的最大速度v不超过8 m/s。求该同学从出发点起跑到捡起这枚硬币所需要的最短时间。
如图所示,足够大的平行挡板A1、A2竖直放置,间距6L。两板间存在两个方向相反的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ,以水平面MN为理想分界面,Ⅰ区的磁感应强度为B0,方向垂直纸面向外. A1、A2上各有位置正对的小孔S1、S2,两孔与分界面MN的距离均为L.质量为m、电量为+q的粒子经宽度为d的匀强电场有静止加速后,沿水平方向从S1进入Ⅰ区,并直接偏转到MN上的P点,再进入Ⅱ区,P点与A1板的距离是L的k倍,不计重力,碰到挡板的粒子不予考虑. (1)若k=1,求匀强电场的电场强度E; (2)若2<k<3,且粒子沿水平方向从S2射出,求出粒子在磁场中的速度大小v与k的关系式和Ⅱ区的磁感应强度B与k的关系式.
如图所示,长L=9m的传送带与水平方向的倾角为37°,在电动机的带动下以v="4m/s" 的速率顺时针方向运行,在传送带的B端有一离传送带很近的挡板P可将传送带上的物块挡住,在传送带的A端无初速地放一质量m=1kg的物块,它与传送带间的动摩擦因数=0.5,物块与挡板的碰撞能量损失及碰撞时间不计。(sinθ=0.6,cosθ=0.8,g=10m/s2)问: (1)物块与挡板P第一次碰撞后,上升到最高点时到挡板P的距离; (2)若改为将一与皮带间动摩擦因素为μ=0.875、质量不变的新木块轻放在B端,求木块运动到A点过程中电动机多消耗的电能与电动机额定功率的最小值。
风力发电是利用风能的一种方式,风力发电机可以将风能(气流的动能)转化为电能,其主要部件如图所示。已知某风力发电机风轮机旋转叶片正面迎风时的有效受风面积为S,运动的空气与受风面作用后速度变为零,风力发电机将风能转化为电能的效率和空气密度均保持不变。当风速为v且风向与风力发电机受风面垂直时,风力发电机输出的电功率为P。求 (1)在同样的风向条件下,风速为时这台风力发电机输出的电功率。 (2)利用风能发电时由于风速、风向不稳定,会造成风力发电输出的电压和功率不稳定。请你提出一条合理性建议,解决这一问题。
如图所示,离子发生器发射一束质量为m,电荷量为+q的离子,从静止经PQ两板间的加速电压加速后,以初速度v0再从a点沿ab方向进入一匀强电场区域,abcd所围成的正方形区域是该匀强电场的边界,已知正方形的边长为L,匀强电场的方向与ad边平行且由a指向d. (1)若离子恰从c点飞离电场,求ac两点间的电势差Uac; (2)若离子从abcd边界上某点飞出时的动能为mv02,求此时匀强电场的场强大小E.