如图所示,光滑曲面AB与水平面BC平滑连接于B点,BC右端连接内壁光滑、半径为r的圆周的细圆管CD,管口D端正下方直立一根劲度系数为k的轻弹簧,轻弹簧一端固定,另一端恰好与管口D端齐平。质量为m的小球在曲面上距BC的高度为3r处从静止开始下滑,小球与BC间的动摩擦因数,进入管口C端时与圆管恰好无作用力,通过CD后压缩弹簧(弹簧形变量为x时的弹性势能表达式为)求:(l)小球达到B点时的速度大小vB;(2)水平面BC的长度s;(3)在压缩弹簧过程中小球的最大速度vm。
如图所示,两个完全相同、质量都是m的金属小球甲、乙套在光滑绝缘杆上,P左侧杆水平,且处于水平向左场强为E的匀强电场中,右侧是半径为尺的四分之一圆弧杆。甲球带电荷量为q的负电荷,乙球不带电并静止于M处,PM=L。现将甲球从圆弧杆顶端无初速释放,运动到M时与乙碰撞并粘合在一起向左运动。碰撞时间极短,水平杆足够长。求:甲在碰撞前瞬间的速度大小。碰撞后甲乙共同向左运动的最大距离。
如图所示,在真空中半径r=3.0×10-2m的圆形区域内,有磁感应强度B=0.2T、方向垂直向里的匀强磁场,带正电的粒子以初速度υo=1.0×106m/s从磁场边界上的a端沿各个方向射入磁场,速度方向都垂直于磁场方向,已知ab为直径,粒子的比荷詈=1.0×108C/kg,不计粒子重力,取sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:粒子做圆周运动的半径。粒子在磁场中运动的最长时间。若射人磁场的速度改为υo=3.0×105m/s,其他条件不变,求磁场边界上有粒子击中的圆弧的长度。
如图所示的电路中,电源的电动势E=9V,内阻未知,R1=5Ω,R2=12Ω,L为规格“6V,3w”的灯泡,开关S断开时,灯泡恰好正常发光。不考虑温度对灯泡电阻的影响。求:灯泡的额定电流和和灯丝电阻。电源的内阻。开关S闭合时,灯泡实际消耗的功率。
如图所示,一束电子流在U1=500V的电压加速后垂直于平行板间的匀强电场飞人两板问的中央。若平行板问的距离d=1cm,板长ι=5cm,求:电子进入平行板间的速度多大?至少在平行板上加多大电压U2才能使电子不再飞出平行板?(电子电量e=1.6×10-19C,电子的质量m=9×10-31kg)
如图所示,在正方形区域abcd内充满方向垂直纸面向里的、磁感应强度为B的匀强磁场。在t=0时刻,一位于ad边中点o的粒子源在abcd平面内发射出大量的同种带电粒子,所有粒子的初速度大小相同,方向与od边的夹角分布在0~180°范围内。已知沿od方向发射的粒子在时刻刚好从磁场边界cd上的p点离开磁场,粒子在磁场中做圆周运动的半径恰好等于正方形边长L,粒子重力不计,求: (1)粒子的比荷q/m; (2)假设粒子源发射的粒子在0~180°范围内均匀分布,此时刻仍在磁场中的粒子数与粒子源发射的总粒子数之比; (3)从粒子发射到全部粒子离开磁场所用的时间。(若角度不特殊时可以用反三角表示,如:已知sinθ=0.3,则θ=arcsin0.3)