如图所示,倾角为θ的斜面AB是粗糙且绝缘的,AB长为L,C为AB的中点,在A.C之间加一方向垂直斜面向上的匀强电场,与斜面垂直的虚线CD为电场的边界.现有一质量为m、电荷量为q的带正电的小物块(可视为质点),从B点开始在B、C间以速度v0沿斜面向下做匀速运动,经过C后沿斜面做匀加速运动,到达斜面底端A时的速度大小为v.试求:
(1)小物块与斜面间的动摩擦因数μ;
(2)匀强电场场强E的大小.
离子推进器是新一代航天动力装置,可用于卫星姿态控制和轨道修正。推进剂从图中P处注入,在
处电离出正离子,
之间加有恒定电压,正离子进人
时的速度忽略不计,经加速后形成电流为
的离子束后喷出。已知推进器获得的推力为,,单位时间内喷出的离子质量为
。为研究问题方便,假定离子推进器在太空中飞行时不受其他外力,忽略推进器运动速度。
(1)求加在
间的电压U;
(2)为使离子推进器正常运行,必须在出口
处向正离子束注入电子,试解释其原因。
两根光滑的长直金属导轨
平行置于同一水平面内,导轨间距为
,电阻不计,
处接有如图所示的电路,电路中各电阻的阻值均为尺,电容器的电容为
。长度也为
、阻值同为
的金属棒
垂直于导轨放置,导轨处于磁感应强度为
、方向竖直向下的匀强磁场中。
在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触,在曲运动距离为
的过程中,整个回路中产生的焦耳热为
。求
(1)
运动速度
的大小;
(2)电容器所带的电荷量
。
如图所示,水平光滑地面上停放着一辆小车,左侧靠在竖直墙壁上,小车的四分之一圆弧轨道
是光滑的,在最低点
与水平轨道
相切,
的长度是圆弧半径的10倍,整个轨道处于同一竖直平面内。可视为质点的物块从
点正上方某处无初速下落,恰好落人小车圆弧轨道滑动,然后沿水平轨道滑行至轨道末端
处恰好没有滑出。已知物块到达圆弧轨道最低点
时对轨道的压力是物块重力的9倍,小车的质量是物块的3倍,不考虑空气阻力和物块落人圆弧轨道时的能量损失。求
(1)物块开始下落的位置距水平轨道
的竖直高度是圆弧半径的几倍;
(2)物块与水平轨道
间的动摩擦因数
。
【物理-物理3-3】
某压力锅的结构如图所示。盖好密封锅盖,将压力阀套在出气孔上,给压力锅加热,当锅内气体压强达到一定值时,气体就把压力阀顶起。假定在压力阀被顶起时,停止加热。
(1)若此时锅内气体的体积为
,摩尔体积为
,阿伏加德罗常数为
,写出锅内气体分子数的估算表达式。
(2)假定在一次放气过程中,锅内气体对压力阀及外界做功
,并向外界释放了
的热量。锅内原有气体的内能如何变化?变化了多少?
(3)已知大气压强
随海拔高度
的变化满足
,其中常数
,结合气体定律定性分析在不同的海拔高度使用压力锅,当压力阀被顶起时锅内气体的温度有何不同。
用密度为 、电阻率为 、横截面积为A的薄金属条制成边长为 的闭合正方形框 。如图所示,金属方框水平放在磁极的狭缝间,方框平面与磁场方向平行。设匀强磁场仅存在于相对磁极之间,其他地方的磁场忽略不计。可认为方框的 边和 边都处在磁极之间,极间磁感应强度大小为 。方框从静止开始释放,其平面在下落过程中保持水平(不计空气阻力)。
(1)求方框下落的最大速度 (设磁场区域在数值方向足够长);
(2)当方框下落的加速度为 时,求方框的发热功率 ;
(3)已知方框下落时间为 时,下落高度为 ,其速度为 。若在同一时间 内,方框内产生的热与一恒定电流 在该框内产生的热相同,求恒定电流 的表达式。