如图所示的电路中,电源电压为60V,内阻不计,(电流表和电压表均为理想电表)R=2Ω,电动机的内阻R0=1.6Ω,电压表的读数为50V,电动机正常工作,求电动机的输出功率.
某校举行托乒乓球跑步比赛,赛道为水平直道,比赛距离为。比赛时,某同学将球置于球拍中心,以大小为的加速度从静止开始做匀加速直线运动,当速度达到时,再以做匀速直线运动跑至终点。整个过程中球一直保持在球拍中心不动。比赛中,该同学在匀速直线运动阶段保持球拍的倾角为,如题25图所示。设球在运动中受到空气阻力大小与其速度大小成正比,方向与运动方向相反,不计球与球拍之间的摩擦,球的质量为,重力加速度为。 (1)求空气阻力大小与球速大小的比例系数; (2)求在加速跑阶段球拍倾角随速度变化的关系式; (3)整个匀速跑阶段,若该同学速度仍为,而球拍的倾角比大了并保持不变,不计球在球拍上的移动引起的空气阻力变化,为保证到达终点前球不从球拍上距离中心为r的下边沿掉落,求应满足的条件。
有人设计了一种带电颗粒的速率分选装置,其原理如题图所示,两带电金属板间有匀强电场,方向竖直向上,其中矩形区域内还有方向垂直纸面向外的匀强磁场。一束比荷(电荷量与质量之比)均为的带正电颗粒,以不同的速率沿着磁场区域的水平中心线进入两金属板之间,其中速率为的颗粒刚好从点处离开磁场,然后做匀速直线运动到达收集板。重力加速度为,=3,=2,收集板与的距离为,不计颗粒间相互作用。求
(1)电场强度的大小; (2)磁感应强度的大小; (3)速率为的颗粒打在收集板上的位置到点的距离。
如图所示,二块水平放置、相距为的长金属板接在电压可调的电源上。两板之间的右侧区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。将喷墨打印机的喷口靠近上板下表面,从喷口连续不断喷出质量均为、水平速度均为、带相等电荷量的墨滴。调节电源电压至,墨滴在电场区域恰能沿水平向右做匀速直线运动,进入电场、磁场共存区域后,最终垂直打在下板的点。
(1)判断墨滴所带电荷的种类,并求其电荷量; (2)求磁感应强度的值; (3)现保持喷口方向不变,使其竖直下移到两板中间位置。为了使墨滴仍能到达下板点应将磁感应强度调至,则的大小为多少?
为了研究鱼所受水的阻力与其形状的关系,小明同学用石蜡做成两条质量均为m、形状不同的"鱼"和"鱼",如图所示。在高出水面 处分别静止释放"鱼"和"鱼", "鱼"竖直下滑后速度减为零,"鱼" 竖直下滑后速度减为零。"鱼"在水中运动时,除受重力外还受浮力和水的阻力,已知"鱼"在水中所受浮力是其重力的10/9倍,重力加速度为,"鱼"运动的位移远大于"鱼"的长度。假设"鱼"运动时所受水的阻力恒定,空气阻力不计。求:
(1)"鱼"入水瞬间的速度; (2)"鱼"在水中运动时所受阻力; (3)"鱼"与"鱼" 在水中运动时所受阻力之比:
对铀235的进一步研究在核能的开发和利用中具有重要意义。如图所示,质量为、电荷量为的铀235离子,从容器下方的小孔不断飘入加速电场,其初速度可视为零,然后经过小孔垂直于磁场方向进入磁感应强度为的匀强磁场中,做半径为的匀速圆周运动。离子行进半个圆周后离开磁场并被收集,离开磁场时离子束的等效电流为。不考虑离子重力及离子间的相互作用。
(1)求加速电场的电压; (2)求出在离子被收集的过程中任意时间内收集到离子的质量M; (3)实际上加速电压的大小会在范围内微小变化。若容器中有电荷量相同的铀235和铀238两种离子,如前述情况它们经电场加速后进入磁场中会发生分离,为使这两种离子在磁场中运动的轨迹不发生交叠,应小于多少?(结果用百分数表示,保留两位有效数字)