2003年6月1日,长江三峡开始下闸蓄水,到2009年三峡工程最后完工时,水库水面将达到175m高度.为了防洪的需要,在洪水到来前,要开闸放水,把水位降至145m,如图所示.这145m~175m之间的库容称为防洪库容,它有221.5亿m3,这样就能有效地把上游的洪水拦住,大大减轻了下游的防洪压力.如果把1g食盐(NaCl)溶化在221.5m3的水中,平均每升水中含有多少Na离子?(已知NaCl的摩尔质量为M=58.5g/mol)
如图所示,平行金属板M、N间存在匀强电场,一质量为m电荷量为e的电子从M板附近由静止开始被电场加速,又从N板的小孔A水平射出,并垂直进入一半径为R的圆形匀强磁场区域,匀强磁场的磁感应强度为B.若入射点为C,且电子在C点的速度vC与该点所在直径OC成30o角,要使电子在磁场中通过的路程最大,则:
(1)电子在磁场中运动的时间为多少?
(2)M、N两板间的电势差U为多少?
如图所示,同一竖直平面内固定着两水平绝缘细杆,AB=CD=L,两杆间竖直距离为h,BD两端与光滑绝缘的半圆形细杆相连,半圆形细杆与AB、CD在同一平面内,且AB、CD恰好为半圆弧在B、D两点处的切线,O为AD、CB连线的交点,在O点固定一电量为Q的正点电荷,质量为m的带负电小球P,电量为q,穿在细杆上.从A以一定初速度出发,沿杆滑动最后可以到达C点,已知小球与两水平杆间的动摩擦因数均为μ,小球所受库仑力始终小于重力.求:从A点出发时初速度的最小值.
如图所示是一个回旋加速器的示意图,其中两个半圆形金属盒内有方向垂直于纸面,磁感强度为B的匀强磁场,两金属盒分别接到交变电源的两极上,在两盒间的狭缝处形成交变的电场.质量为m、电量为q的带电粒子从下面盒的中心O点进入,进入时的初速可以忽略,经两盒间狭缝处的电场加速后进入上面盒内,在磁场中做圆周运动,当它回到狭缝处时,电场恰好反向,再次对粒子加速,进入下面磁场中,从c1处再进入电场中加速,以后则重复前面的过程,并且每次电场对粒子做的功都是W.图中c2、c3、……是后面各次从下面磁场中射出时的位置.
(1)求Oc1的距离.
(2)n为多大时,cncn+1小于或等于Oc1的一半?
如图所示是一种电磁泵的原理图,截面为矩形的导管PQ是运送导电液体用的,它的截面长为A.宽为b.导管的上、下两面有两块导体C.D,处于相对的位置,分别与电源的正、负极相连,通过的电流大小为I.导管的其他部分都是绝缘的.导管的通电部分位于匀强磁场中,磁场的方向与电流方向垂直,水平向右,大小为B,磁场区域的宽度为l.设液体在导管内流动时受到的阻力f的大小跟液体的流动速度v成正比,比例系数为k(即f=kv).
(1)导管内导电液体向哪个方向流动,稳定的流动速度v0多大?
(2)已知导管内液体单位体积内的参与导电的自由电荷的数目为n、每个自由电荷的电荷量为q.求参与导电的自由电荷定向移动的平均速率.
如图所示,半径为R的光滑绝缘圆环固定在竖直平面内,在环的底端B点固定一个带正电的小球,环上还套有一个质量为m,带等量正电荷的小球,现将小球从A点(半径OA水平)由静止释放开始运动,当运动到C点(∠AOC=)时获得的最大动能为Ekm,求:
(1)小球从位置A运动到位置C的过程中所受静电力做的功W;
(2)小球在A点刚释放时运动的加速度a;
(3)小球在位置C时受到圆环对它的作用力.
足够大的平行金属板竖直放置,两板相距d,分别与直流电源的正负极相连,电源电动势E,质量为m、电量为-q的质点:沿着右板的边缘从a点开始被竖直上抛,最后在左板与a点等高的b点与左板相碰.试计算:.
(1)带点质点由a到b运动过程中,到达的最高点,相对于ab的高度多大?最高点与右板相距多远?
(2)质点与左板相碰前的瞬时速度的大小和方向.
如图所示,在高H=2.5m的光滑、绝缘水平高台边缘,静置一个小物块B,另一带电小物块A以初速度v0=10.0m/s向B运动,A.B的质量均为m=1.0×10-3kg.A与B相碰撞后,两物块立即粘在一起,并从台上飞出后落在水平地面上,落地点与高台边缘的水平距离L=5.0m.已知此空间中存在竖直向上的匀强电场,场强大小E=1.0×103N/C(图中未画出).假设A在滑行过程和碰撞过程中电量保持不变,不计空气阻力,g=10m/s2.求:
(1)A.B碰撞过程中损失的机械能.
(2)试说明A带电的电性,并求出其电量q的大小.
(3)在A.B的飞行过程中,电场力对它做了多少功?
有些人员,如电梯修理员、牵引专家等,常需要知道绳(或金属线)中的张力T,可又不便到绳(或线)的自由端去测量.现某家公司制造了一种夹在绳上的仪表(图中B、C为该夹子的横截面).测量时,只要如图示那样用一硬杆竖直向上作用在绳上的某点A,使绳产生一个微小偏移量a,借助仪表很容易测出这时绳对硬杆的压力F。现测得该微小偏移量为a=12 mm,BC间的距离为 2L=250mm,绳对横杆的压力为 F=300N,试求绳中的张力T.
图中滑块和小球的质量均为m,滑块可在水平放置的光滑固定导轨上自由滑动,小球与滑块上的悬点由一不可伸长的轻绳相连,轻绳长为.开始时,轻绳处于水平拉直状态,小球和滑块均静止.现将小球由静止释放,当小球到达最低点时,滑块刚好被一表面涂有粘住物质的固定挡板粘住,在极短的时间内速度减为零,小球继续向左摆动,当轻绳与竖直方向的夹角=60°时小球达到最高点.求:
1.从滑块与挡板接触到速度刚好变为零的过程中,挡板阻力对滑块的冲量;
2.小球从释放到第一次到达最低点的过程中,绳的拉力对小球做功的大小.
如图所示,两绳系一质量为m=0.1kg的小球,两绳的另一端分别固定于轴的AB两处,上面绳长l=2m,两绳拉直时与轴的夹角分别为30°和45°,问球的角速度在什么范围内两绳始终有张力?
如图6-3-20是打秋千的示意图,最初人直立站在踏板上(A点所示),绳与竖直方向成角,人的重心到悬点O的距离为;从A点向最低点B运动过程中,人由直立状态自然下蹲,在B点人的重心到悬点O的距离为;在最低点处,人突然由下蹲变成直立状态(人的重心到悬点O的距离恢复为)且保持该状态到最高点C.设人的质量为m,踏板和绳的质量不计,空气阻力不计.求:
人刚到最低点B还处于下蹲状态时,两根绳中的总拉力F为多大?
人到达左端最高点C时,绳与竖直方向的夹角为多大?(用反三角函数表示)
如图6-3-19所示,半径为R的光滑半圆上有两个小球,质量分别为m和M(M>m),由细绳挂着,今由静止开始释放,当小球m到达半圆柱体顶端时对圆柱体的压力多大?
如图6-2-14,摩托车做腾跃特技表演,以初速冲上高为h、顶部水平的高台,然后从高台水平飞出。若摩托车始终以额定功率P行驶,经时间t从坡底到达坡顶,人和车的总质量为m,且各种阻力的影响可忽略不计,求:
人和车到达坡顶时的速度;
人和车飞出的水平距离s;
当h为多少时,人和车飞出的水平距离最远?