半径为R,均匀带正电荷的球体在空间产生球对称的电场;场强大小沿半径分布如图所示,图中E0已知,E﹣r曲线下O﹣R部分的面积等于R﹣2R部分的面积.(1)写出E﹣r曲线下面积的单位;(2)己知带电球在r≥R处的场强E=,式中k为静电力常量,该均匀带电球所带的电荷量Q为多大?(3)求球心与球表面间的电势差△U;(4)质量为m,电荷量为q的负电荷在球面处需具有多大的速度可以刚好运动到2R处?
如图所示,一圆柱形绝热气缸竖直放置,通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体。活塞的质量为m,活塞的横截面积为S。初始时,气体的温度为T0活塞的下表面与容器底部相距h。现通过电热丝缓慢加热气体,当气体吸收热量Q时活塞上升了h,已知大气压强为Po,重力加速度为h不计活塞与气缸的摩擦。求此时气体的温度和加热过程中气体内能的增加量。(题中各物理量单位均为国际单位制单位)
如图甲所示,两平行金属板长度l不超过0.2 m,两板间电压U随时间t变化的图象如图乙所示。在金属板右侧有一左边界为MN、右边无界的匀强磁场,磁感应强度B =0.01 T,方向垂直纸面向里。现有带正电的粒子连续不断地以速度v0=105m/s射入电场中,初速度方向沿两板间的中线OO’方向。磁场边界MN与中线OO’垂直。已知带电粒子的比荷q/m=108C/kg,粒子的重力和粒子之间的相互作用力均可忽略不计。(1) 在每个粒子通过电场区域的时间内,可以把板间的电场强度看作是恒定的。请通过计算说明这种处理能够成立的理由;(2)设t=0.1 s时刻射人电场的带电粒子恰能从金属板边缘穿越电场射入磁场,求该带电粒子射出电场时速度的大小;(3) 对于所有经过电场射入磁场的带电粒子,设其射人磁场的入射点和从磁场射出的出射点间的距离为d,试判断d的大小是否随时间变化?若不变,证明你的结论;若变化,求出d的变化范围。
在海滨游乐园里有一种滑沙的游乐活动。如图所示,人坐在滑板上从斜坡的高处A点由静止开始滑下,滑到斜坡底部B点后沿水平滑道再滑行一段距离到C点停下来。斜坡滑道与水平滑道间是平滑连接的,滑板与两滑道间的动摩擦因数均为μ=0.50,不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2。(1) 若斜坡倾角θ=37°,人和滑板的总质量m="60" kg。求人在斜坡上下滑时的加速度大小;(sin37°=0.6,cos37°=0.8)(2)由于受到场地限制,A点到C点的水平距离只有s=50m,为确保人身安全,请根据计算说明,在设计斜坡滑道时,对高度应有怎样的要求?
如图所示,直角坐标系的y轴左方为垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度的大小为B;垂直x轴竖直放置一个足够大接收屏PQ,它离原点距离为og=L/2;直角坐标系的第一象限和第四象限的abco、ocdf均是边长为L的正方形,内各有一垂直纸面方向的半径为L的1/4圆形匀强磁场区域, 磁感应强度的大小均为B。bd为一线状发射装置,射出一束质量为m、电荷量为e的电子,以相同的初速度沿纸面垂直于bd边射入两个正方形区域,电子从bd边上的任意点入射,都只能从原点O射出进入y轴左方磁场。(不考虑电子之间的相互作用,不计重力)求(1)第一象限和第四象限中匀强磁场区域的磁感应强度的方向。(2)电子沿纸面垂直于bd边射入初速度大小v0。(3)电子打到接收屏PQ上的范围。(4)打在接收屏上的电子在磁场中运动的最长时间t。
如图所示,A、B质量分别为mA=1kg,mB=2kg,AB间用弹簧连接着,弹簧弹性系数k=100N/m,轻绳一端系在A上,另一端跨过定滑轮,B为套在轻绳上的光滑圆环,另一圆环C固定在桌边,B被C挡住而静止在C上,若开始时作用在绳子另一端的拉力F为零,此时A处于静止且刚没接触地面。现用恒定拉力F=15N拉绳子,恰能使B离开C但不能继续上升,不计摩擦且弹簧没超过弹性限度,求:(1)B刚要离开C时A的加速度,并定性画出A离地面高度h随时间变化的图像。(2)若把拉力F改为F=30N,则B刚要离开C时,A的加速度和速度。