如图所示的电路中,两平行金属板A、B水平放置,两板间的距离d=40cm.电源电动势E=24V,内电阻r=1Ω,电阻R=15Ω.闭合S,待电路稳定后,将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0=4m/s竖直向上射入板间.若小球带电量为q=1×10-2C,质量为m=2×10-2kg,不考虑空气阻力.那么,滑动变阻器滑片P在某位置时,小球恰能到达A板。求(取g=10m/s2):(1)两极板间的电场强度大小;(2)滑动变阻器接入电路的阻值;(3)此时,电源的输出功率。
一客运列车匀速行驶,其车轮在轨道间的接缝处会产生周期性的撞击。坐在该客车中的某旅客测得从第1次到第16次撞击声之间的时间间隔为 10.0s 。在相邻的平行车道上有一列货车,当该旅客经过货车车尾时,火车恰好从静止开始以恒定加速度沿客车行进方向运动。该旅客在此后的 20.0s 内,看到恰好有30节货车车厢被他连续超过。已知每根轨道的长度为 25.0m ,每节货车车厢的长度为 16.0m ,货车车厢间距忽略不计。求 (1)客车运行的速度大小;
(2)货车运行加速度的大小。
蹦床比赛分成预备运动和比赛动作。最初,运动员静止站在蹦床上在预备运动阶段,他经过若干次蹦跳,逐渐增加上升高度,最终达到完成比赛动作所需的高度;此后,进入比赛动作阶段。 把蹦床简化为一个竖直放置的轻弹簧,弹力大小 F=kx ( x 为床面下沉的距离, k 为常量)。质量 m=50kg 的运动员静止站在蹦床上,床面下沉 x 0 =0.10m ;在预备运动中,假设运动员所做的总共 W 全部用于其机械能;在比赛动作中,把该运动员视作质点,其每次离开床面做竖直上抛运动的腾空时间均为 △t=2.0s ,设运动员每次落下使床面压缩的最大深度均为 x l 。取重力加速度 g=10m/s2 ,忽略空气阻力的影响。 (1)求常量 k ,并在图中画出弹力 F 随 x 变化的示意图;
(2)求在比赛动作中,运动员离开床面后上升的最大高度 h m ;
(3)借助 F-x 图像可以确定弹性做功的规律,在此基础上,求 x 1 和 W 的值
E= U d 如图所示,两平行金属板间距为 d ,电势差为 U ,板间电场可视为匀强电场;金属板下方有一磁感应强度为 B 的匀强磁场。带电量为 +q 、质量为 m 的粒子,由静止开始从正极板出发,经电场加速后射出,并进入磁场做匀速圆周运动。忽略重力的影响,求:
(1)匀强电场场强 E 的大小; (2)粒子从电场射出时速度 V 的大小; (3)粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径 R 。
如图所示,质量为 M 、倾角为 α 的斜面体(斜面光滑且足够长)放在粗糙的水平地面上,底部与地面的动摩擦因数为 μ ,斜面顶端与劲度系数为 k 、自然长度为 l 的轻质弹簧相连,弹簧的另一端连接着质量为 m 的物块。压缩弹簧使其长度为 3 4 l 时将物块由静止开始释放,且物块在以后的运动中,斜面体始终处于静止状态。重力加速度为 g 。 (1)求物块处于平衡位置时弹簧的长度; (2)选物块的平衡位置为坐标原点,沿斜面向下为正方向建立坐标轴,用 x 表示物块相对于平衡位置的位移,证明物块做简谐运动; (3)求弹簧的最大伸长量; (4)为使斜面始终处于静止状态,动摩擦因数 μ 应满足什么条件(假设滑动摩擦力等于最大静摩擦力)?
如图所示的平面直角坐标系 xOy ,在第Ⅰ象限内有平行于y轴的匀强电场,方向沿 y 正方向;在第Ⅳ象限的正三角形 abc 区域内有匀强电场,方向垂直于 xOy 平面向里,正三角形边长为 L ,且 ab 边与 y 轴平行。一质量为 m 、电荷量为 q 的粒子,从 y 轴上的 P(0,h) 点,以大小为 v 0 的速度沿 x 轴正方向射入电场,通过电场后从 x 轴上的 a(2h,0) 点进入第Ⅳ象限,又经过磁场从 y 轴上的某点进入第Ⅲ象限,且速度与 y 轴负方向成45°角,不计粒子所受的重力。求: (1)电场强度 E 的大小; (2)粒子到达 a 点时速度的大小和方向; (3) abc 区域内磁场的磁感应强度 B 的最小值。