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?
如图所示,水平放置的两块长直平行金属板a、b相距d=0.10m,a、b间的电场强度为E=5.0×105N/C,b板下方整个空间存在着磁感应强度大小为B=6.0T、方向垂直纸面向里的匀强磁场.今有一质量为m=4.8×10-25kg、电荷量为q=1.6×10-18C的带正电的粒子(不计重力),从贴近a板的左端以v0 =1.0×106m/s的初速度水平射入匀强电场,刚好从狭缝P处穿过b板而垂直进入匀强磁场,最后粒子回到b板的Q处(图中未画出).求P、Q之间的距离L.
一足够长的矩形区域abcd内充满磁感应强度为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场,矩形区域的左边界ad宽为L,现从ad中点O垂直于磁场射入一带电粒子,速度大小为v0方向与ad边夹角为30°,如图所示。已知粒子的电荷量为q,质量为m(重力不计)。
(1)若粒子带负电,且恰能从d点射出磁场,求v0的大小;
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(2)若粒子带正电,使粒子能从ab边射出磁场,求v0的取值范围以及在该范围内粒子在磁场中运动时间t的范围。
如图所示,一个100匝的圆形线圈(图中只画了2匝),面积为200cm2,线圈的电阻为1Ω,在线圈外接一个阻值为4Ω的电阻和一个理想电压表。线圈放入方向垂直线圈平面指向纸内的匀强磁场中,磁感强度随时间变化规律如B-t图所示,求:
(1)t=3s时穿过线圈的磁通量。
(2)t=5s时,电压表的读数。
如图,轻弹簧的一端固定,另一端与滑块B相连,B静止在水平面上的O点,此时弹簧处于原长。另一质量与B相同的滑块A从P点以初速度v0向B滑行,当A滑过距离l时,与B相碰。碰撞时间极短,碰后A、B粘在一起运动。设滑块A和B均可视为质点,与导轨的动摩擦因数均为μ。重力加速度为g。求:
(1)碰后瞬间,A、B共同的速度大小;
(2)若A、B压缩弹簧后恰能返回到O点并停止,求弹簧的最大压缩量。
如图所示,质量为M=0.5kg的框架B放在水平地面上。劲度系数为k=100N/m的轻弹簧竖直放在框架B中,轻弹簧的上端和质量为m=0.2kg的物体C连在一起。轻弹簧的下端连在框架B的底部。物体C在轻弹簧的上方静止不动。现将物体C竖直向下缓慢压下一段距离x=0.03m后释放,物体C就在框架B中上下做简谐运动。在运动过程中,框架B始终不离开地面,物体C始终不碰撞框架B的顶部。已知重力加速度大小为g=10m/s2。试求:当物体C运动到最低点时,物体C的加速度大小和此时物体B对地面的压力大小。