一个沿x轴方向分布的电场的场强与坐标x关系图像如图所示,仅在-d≤ x ≤ d的区间有电场,x ≤ 0处电场强度的最大值为E0,x >0处场强大小恒为E0.规定+x轴方向为正方向,x=0处为零。一个质量为m、电荷量为+q的带点粒子只在电场力作用下,以x=0为中心、沿x轴方向做周期性运动,其动能与电势能之和的值为P。求:(1)画出x轴上电势分布的φ-x图像,要求标出最高电势;(2)确定粒子的运动区间;(3)一个周期内粒子在x >0区域内的运动时间;(4)P必须满足的取值范围。
一质量为M=4.0kg、长度为L=3.0m的木板B,在大小为8N、方向水平向右的拉力F作用下,以v0=2.0m/s的速度沿水平地面做匀速直线运动,某一时刻将质量为m=1.0kg的小铁块A(可视为质点)轻轻地放在木板上的最右端,如图所示。若铁块与木板之间没有摩擦,重力加速度g取10m/s2。求:(1)加上小铁块后,木板的加速度大小?(2)二者经过多长时间脱离?
如图所示的竖直平面内有范围足够大、水平向左的匀强电场,在虚线的左侧有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,一绝缘弯杆由两段直杆和一段半径为R的半圆环组成,固定在纸面所在的竖直平面内,PQ、MN水平且足够长,半圆环PAM在磁场边界左侧,P、M点在磁场边界线上,NMAP段是光滑的,现有一质量为m,带电+q的小环套在MN杆上,它所受电场力为重力的倍,当在M右侧D点由静止释放小环时,小环刚好能达到P点。(1)求DM间距离x0;(2)求上述过程中小环第一次通过与O等高的A点时弯杆对小环作用力的大小;(3)若小环与PQ间动摩擦因数为μ(设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等且),现将小环移至M点右侧4R处由静止开始释放,求小环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功。
如图所示,M、N为中心开有小孔的平行板电容器的两极板,相距为D,其右侧有一边长为2a的正三角形区域,区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,在极板M、N之间加上电压U后,M板电势高于N板电势.现有一带正电的粒子,质量为m,电荷量为q,其重力和初速度均忽略不计,粒子从极板M的中央小孔s1处射入电容器,穿过小孔s2后从距三角形A点a的P处垂直AB方向进入磁场,试求:(1)粒子到达小孔s2时的速度和从小孔s1运动到s2所用的时间;(2)若粒子从P点进入磁场后经时间t从AP间离开磁场,求粒子的运动半径和磁感应强度的大小;(3)若粒子能从AC间离开磁场,磁感应强度应满足什么条件?
如图,金属杆ab的质量为m,长为L,通过的电流为I,处在磁感应强度为B的匀强磁场中,结果ab静止且紧压于水平导轨上.若磁场方向与导轨平面成θ角,求:(1)棒ab受到的摩擦力; (2)棒ab对导轨的压力.
如图所示,在水平向右的匀强电场中,一根长为L的绝缘细线,一端连着一质量为m、带电量为+q的小球,另一端固定于O点,现把小球向右拉至细线水平且与场强方向平行的位置,无初速释放,小球能摆到最低点的另一侧,细线与竖直方向的最大夹角θ=30°.求:(1)求场强E的大小;(2)若使带电小球在平行于电场的竖直平面内做完整的圆周运动,小球运动过程中的最小动能是多少?(3)若把该小球向左拉至细线水平且与场强方向平行的位置,无初速释放,小球摆到最低点时细线的拉力T=?