如图所示,水平放置的平行板电容器与一恒定的直流电源相连,两极板间距离d=10cm。距下板4cm处有质量m=0.01g的不带电小球由静止落下。小球和下极板碰撞间带上了q=1.0×10-8C的电荷,反跳的高度为8cm,这时下板所带电荷量为Q=1.0×10-6C。如果小球和下板碰撞时没有机械能损失,(取g=10m/s2)试求:
(1)该电容器极板间的电场强度多大?
(2)该电容器的电容多大?
小球在外力作用下,由静止开始从A点出发做匀加速直线运动,到B点时消除外力.然后,小球冲上竖直平面内半径为R的光滑半圆环,恰能维持在圆环做圆周运动,到达最高点C后抛出,最后落回到原来的出发点A处,如图所示,试求小球在AB段运动的加速度为多大?
如图所示,质量m=60kg的高山滑雪运动员,从A点由静止开始沿滑雪道滑下并从B点水平飞出,最后落在雪道上的C处。已知AB两点间的高度差为h=25m,BC段雪道与水平面间倾角θ=37°,B、C两点间的距离为x=75m,,取g=10m/s2
求:
(1)运动员从B点水平飞出时的速度大小;
(2)运动员从A点到B点的过程中克服阻力做的功。
如图所示为一列简谐横波在t=0时刻的图象。此时质点P的运动方向沿y轴负方向,且当t=0.55s时质点P恰好第3次到达y轴正方向最大位移处。问:
(1)该简谐横波的波速v的大小和方向如何?
(2)从t=0至t=1.2s,质点Q运动的路程L是多少?
(3)当t=1.2s时,质点Q相对于平衡位置的位移s的大小是多少?
钍核发生衰变生成镭核
并放出一个粒子。设该粒子的质量为
、电荷量为q,它进入电势差为U的带窄缝的平行平板电极
和
间电场时,其速度为
,经电场加速后,沿
方向进入磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的有界匀强磁场,
垂直平板电极
,当粒子从
点离开磁场时,其速度方向与
方位的夹角
,如图所示,整个装置处于真空中。
(1)写出钍核衰变方程;
(2)求粒子在磁场中沿圆弧运动的轨道半径R;
(3)求粒子在磁场中运动所用时间。
核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应,释放出大量核能。核电站就是利用核反应堆释放的核能转化为电能。
(1)核反应方程式U+01n→
Ba+
Kr+3 01n 是反应堆中发生的许多核反应中的一种,以mU、m
、
分别表示
U、
Ba、
Kr核的质量,mn、mp分别表示中子、质子的质量,c为光在真空中传播的速度,求在上述核反应过程中放出的核能△E。
(2)有一座发电能力为P=1.00×106kW的核电站,核能转化为电能的效率η=40%。假定反应堆中发生的裂变反应全是本题(1)中的核反应,已知每次核反应过程放出的核能△E=2.78J,
U核的质量
。求每年(1年=3.15×107s)消耗的
U的质量。