如图,一水平放置的平行板电容量的两极板间距为d=15cm,极板间有恒定电压,上极板中心有一小孔(小孔对电场的影响可忽略不计).在小孔正上方距上板h=10cm处的P点,一质量为m=3×10﹣6kg,带电量q=﹣2.5×10﹣8C的油滴自P点自由下落,经过小孔进入电容器,到达N板处(未与极板接触)速度恰为零,问(g=10m/s2):(1)M、N两板哪个极板电势高?其间电场强度是多大?(2)若将N板向上平移5cm,求从P点自由下落的相同油滴在电场中与M板的最大距离.
如图,顶角为90°的“∨”型光滑金属导轨MON固定在倾角为θ的绝缘斜面上,M、N连 线平行于斜面底端,导轨MO、NO的长度相等,M、N两点间的距离L=2m,整个装置处于磁感应强度大小B=0.5T、方向垂直于斜面向下的匀强磁场中。一根质量m=0.4kg,粗细均匀、单位长度电阻值r=0.5Ω/m的导体棒ab,受到平行于斜面向上且垂直于ab的变力F作用,以速度v=2m/s沿导轨向下匀速滑动,导体棒在运动过程中始终与导轨接触良好,不计导轨电阻,从导体棒在MN时开始计时, (1)t=0时,F=0,求斜面倾角θ; (2)求0.2s内通过导体棒的电荷量q; (3)求导体棒通过整个金属导轨的过程中产生的焦耳热Q。
2012年我们中国有了自己的航空母舰“辽宁号”,航空母舰上舰载机的起飞问题一直备受关注。某学习小组的同学对舰载机的起飞进行了模拟设计。如图,舰载机总质量为m,发动机额定功率为P,在水平轨道运行阶段所受阻力恒为f。舰载机在A处启动,同时开启电磁弹射系统,它能额外给舰载机提供水平方向推力,经历时间t1,舰载机匀加速运行至B处,速度达到v1,电磁弹射系统关闭。舰载机然后以额定功率加速运行至C处,经历的时间为t2,速度达到v2。此后,舰载机进入倾斜曲面轨道,在D处离开航母起飞。求 (1)AB间距离; (2)舰载机在AB间运动时获得的总动力; (3)BC间距离。
如图(甲)所示的轮轴,它可以绕垂直于纸面的光滑固定水平轴O转动。轮上绕有轻质柔软细线,线的一端系一重物,另一端系一质量为m的金属杆。在竖直平面内有间距为L的足够长的平行金属导轨PQ、EF,在QF之间连接有阻值为R的电 阻,其余电阻不计,磁感应强度为B的匀强磁场与导轨平面垂直。开始时金属杆置于导轨下端,将质量为M的重物由静止释放,重物最终能匀速下降。运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好,忽略所有摩擦。 (1)重物匀速下降的速度V的大小是多少? (2)对一定的磁感应强度B,重物的质量M取不同的值,测出相应的重物做匀速运动时的速度,可得出v-M实验图线。图(乙)中画出了磁感应强度分别为B1和B2时的两条实验图线,试根据实验结果计算B1和B2的比值。 (3)若M从静止到匀速的过程中一目下降的高度为h,求这一过程中R上产生的焦耳热
如图所示,x轴与水平传送带重合,坐标原点O在传送带的左端,传送带长L=8m,传送带右端Q点和竖直光滑圆轨道的圆心在同一竖直线上,皮带匀速运动的速度v0=5m/s。一质量m=1kg的小物块轻轻放在传送带上xP=2m的P点,小物块随传送带运动到Q点后恰好能冲上光滑圆弧轨道的最高点N点。小物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,重力加速度g=10 m/s2。求: (1)N点的纵坐标; (2)从P点到Q点,小物块在传送带上运动系统产生的热量; (3)若将小物块轻放在传送带上的某些位置,小物块均能沿光滑圆弧轨道运动(小物块始终在圆弧轨道运动不脱轨)到达纵坐标yM=0.25m的M点,求这些位置的横坐标范围。
如图所示,在虚线AB的左侧固定着一个半径R=0.2m的1/4光滑绝缘竖直轨道,轨道末端水平,下端距地面高H=5m,虚线AB右侧存在水平向右的匀强电场,场强E=2×103 V/m。有一带负电的小球从轨道最高点由静止滑下,最终落在水平地面上,已知小球的质量m=2g,带电量q=1×10-6 C,小球在运动中电量保持不变,不计空气阻力(取g=10m/s2)求: (1)小球落地的位置离虚线AB的距离; (2)小球落地时的速度。