如图所示,A、B是两块竖直放置的平行金属板,相距为2L,分别带有等量的负、正电荷,在两板间形成电场强度大小为E的匀强电场A板上有一小孔(它的存在对两板间匀强电场分布的影响可忽略不计),孔的下沿右侧有一条与板垂直的水平光滑绝缘轨道,一个质量为m,电荷量为q(q>0)的小球(可视为质点),在外力作用下静止在轨道的中点P处.孔的下沿左侧也
有一与板垂直的水平光滑绝缘轨道,轨道上距A板L处有一固定档板,长为L的轻弹簧左端固定在挡板上,右端固定一块轻小的绝缘材料制成的薄板Q.撤去外力释放带电小粒,它将在电场力作用下由静止开始向左运动,穿过小孔后(不与金属板A接触)与薄板Q一起压缩弹簧,由于薄板Q及弹簧的质量都可以忽略不计,可认为小球与Q接触过程中不损失机械能.小球从接触Q开始,经历时间To第一次把弹簧压缩至最短,然后又被弹簧弹回。由于薄板Q的绝缘性能有所欠缺,使得小球每次离开Q瞬间,小球的电荷量都损失一部分,而变成刚与Q接触时小球电荷量的
求:
(l)小球第一次接触Q时的速度大小,
(2)假设小球第n次弹回两板间后向右运动的最远处没有到达B板,试导出小球从第n次接触Q,到本次向右运动至最远处的时间Tn的表达式,
(3)若k=2,且小孔右侧的轨道粗糙与带电小球间的滑动摩擦力为f=qE/4,试求带电小球最终停止的位置距P点的距离.
一个初速度为零的电子通过电压为
的电场加速后,从C点沿水平方向飞入电场强度为
的匀强电场中,到达该电场中另一点D时,电子的速度方向与电场强度方向的夹角正好是120°,如图所示。试求C、D两点沿电场强度方向的距离y。
如图所示,在匀强电场中,有A、B两点,它们间距为2cm,两点的连线与场强方向成60°角。将一个电量为−2×10−5C的电荷由A移到B,其电势能增加了0.1J 。则:
(1)在此过程中,电场力对该电荷做了多少功?
(2)A、B两点的电势差UAB为多少?
(3)匀强电场的场强为多大?
如果把带电量为
C的点电荷从无穷远移至电场中的 A点,需克服电场力做功
J。试求:
(1)q在A点的电势能和在A点的电势(取无穷远处电势为零)。
(2)q未移入电场前A点的电势是多少?
如图所示,两个分别用长l = 5cm的绝缘细线悬挂于同一点的相同金属小球(可视为点电荷),带有等量同种电荷。由于静电力为斥力,它们之间的距离为
。已测得每个金属小球的质量
。试求它们所带的电荷量q。(已知
,
)
如图所示,电源的电动势是6 V,内阻是0.5 Ω,小电动机M的线圈电阻为0.5 Ω,限流电阻R0为3 Ω,若理想电压表的示数为3 V,试求:
(1)电源的功率和电源的输出功率;
(2)电动机消耗的功率和电动机输出的机械功率.