“加速度计”作为测定物体加速度的仪器,已被广泛地应用于飞机、潜艇、导弹、航天器等装置的制导中,如图10-3-17所示是“应变式加速度计”的原理图.支架A、B固定在待测系统上,滑块穿在A、B间的水平光滑杆上,并用轻弹簧固接于支架A上,其下端的滑动臂可在滑动变阻器上自由滑动.随着系统沿水平方向做变速运动,滑块相对于支架发生位移,并通过电路转换为电信号从1、2两接线柱输出.已知滑块质量为m,弹簧劲度系数为k,电源电动势为E,内电阻为r,滑动变阻器总阻值R=4r,有效总长度为L.当待测系统静止时,滑动臂P位于滑动变阻器的中点,且1、2两接线柱输出的电压U0=0.4E.取AB方向为参考正方向.
(1)写出待测系统沿AB方向做变速运动的加速度a与 “1、2”两接线柱间的输出电压U间的关系式
(2)确定该“加速度计”的测量范围.
根据科普资料介绍,受控核聚变装置中有极高的温度,因而带电粒子将没有通常意义上的”容器”可装,而是借助磁场能约束带电粒子运动这一理论,从而使高速运动的带电粒子束缚在某一磁场区域内,那么,该磁场就成了某种意义上的容器了。
(1)实践表明,如果氦核在磁场区域内沿垂直于磁场方向运动,速度大小V与它在磁场中运动的轨道半径R有关,根据我们已学过的知识,试推导出V与R的关系式。(已知氦核的荷质比为q/m,磁场的磁感强度为B,氦核重力不计)
(2)对于上面的”容器”,我们现按下面的简化条件来讨论:如图所示是一个截面为内径R1,外径R2的环状区域,区域内有垂直于截面的匀强磁场,已知氦核的荷质比为q/m,磁场的磁感强度为B,若氦核平行于截面从A点以相同速率沿各个方向射入磁场都不能穿出磁场外边界,求氦核的最大速度。
(1)此电场的场强是多大?
(2)此电荷只在电场力作用下从静止开始移动了0.4m而到达B点,到达B点时电荷的动能有多大?
(3)A、B两点间的电势差是多少?
(1)一个水分子的质量
(2)一个水分子的体积
(3)2.7kg的水中含有多少个水分子。(取二位有效数字)
如图所示电路中,电源电动势ε=50V,内阻r=5Ω,电阻R1=R2=30Ω。若再接入一个电阻R3,使电压表示数为40V,不计电压表对电路的影响,问:R3应接在什么位置上(要求画出电路图)? R3的阻值多大?
(1)判断电场的方向及物体带正电还是带负电;
(2)求磁感应强度B的大小;
(3)求物体与挡板碰撞过程中损失的机械能。