如图甲所示,两块相同的平行金属板M、N正对着放置,相距为
,板M、N上的小孔s1、s2与 O三点共线,s2O=R,连线s1O垂直于板M、N。以O为圆心、R为半径的圆形区域内存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。收集屏PQ上各点到O点的距离都为2R,两端点P、Q关于连线s1O对称,屏PQ所对的圆心角θ=120°。质量为m、电荷量为e的质子连续不断地经s1进入M、N间的电场,接着通过s2进入磁场。质子重力及质子间的相互作用均不计,质子在s1处的速度看作零。
⑴若M、N间的电压UMN=+U时,求质子进入磁场时速度的大小
。
⑵若M、N间接入如图乙所示的随时间t变化的电压
(式中
,周期T已知),且在质子通过板间电场区域的极短时间内板间电场视为恒定,则质子在哪些时刻自s1处进入板间,穿出磁场后均能打到收集屏PQ上?
⑶在上述⑵问的情形下,当M、N间的电压不同时,质子从s1处到打在收集屏PQ上经历的时间t会不同,求t的最大值。
如图所示,AB是光滑的弧形轨道,BC是距地面高为H=0.80m的光滑水平轨道。现将一小球从顶点A由静止释放,小球最后落在地面上的P点。已知A点距轨道高为h=0.45m,重力加速度g取10m/s2。求:
(1)小球通过C点时的速度大小。
(2)小球落点P与C点间的水平距离。
(3)已知小球质量为0.10kg,求小球到达P点时的动能。
如图所示,光滑斜面顶端距地面高为2.5m,斜面倾角为30º,现将一物块(可视为质点)从斜面顶端由静止释放,重力加速度g取10m/s2。求:
(1)物块在斜面上滑行时的加速度大小。
(2)物块在斜面上滑行的时间。
真空中存在着空间范围足够大的、水平向右的匀强电场。在电场中,若将一个质量为m、带正电的小球由静止释放,运动中小球速度与竖直方向夹角为37°(取sin37°=0.6,cos37°=0.8)。现将该小球从电场中某点以初速度v0竖直向上抛出。求运动过程中
(1)小球受到的电场力的大小及方向;
(2)小球从抛出点至最高点的电势能变化量;
(3)运动过程中小球的最小动能的大小;
(4)如果抛出时的动能为4J,则小球落回到同一高度时的动能是多大?
如图,光滑水平面AB与竖直面的半圆形导轨在B点相连接,导轨半径为R,一质量为m的静止木块在A处压缩弹簧,释放后,木块获得一向右的初速度,当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力是其重力的7倍,之后向上运动恰能通过轨道顶点C,不计空气阻力,试求:
(1)弹簧对木块所做的功;
(2)木块从B到C过程中克服摩擦力做的功;
(3)木块离开C点落回水平面所需的时间和落回水平面时的动能。
如图所示,电源的电动势E=220V,电阻R1=80Ω,电动机绕组的电阻R0=2Ω,电键S1始终闭合。当电键S2断开时,电阻R1的电功率是500W;当电键S2闭合时,电阻R1的电功率是320W,求:
(1)电源的内电阻;
(2)当电键S2闭合时电动机输出的机械功率。