电场中某区域的电场线分布如图所示,已知A点的电场强度E = 3.0 × 104 N/C. 将电荷量q= -3.0 × 10-8 C的点电荷放在电场中的A点.
(1)求该点电荷在A点所受电场力F的大小;
(2)在图中画出该负点电荷在A点所受电场力的方向.
如下图1所示,水平面内的直角坐标系的第一象限有磁场分布,方向垂直于水平面向下,磁感应强度沿y轴方向没有变化,与横坐标x的关系如下图2所示,图线是双曲线(坐标轴是渐进线);顶角θ=45°的光滑金属长导轨 MON固定在水平面内,ON与x轴重合,一根与ON垂直的长导体棒在水平向右的外力作用下沿导轨MON向右滑动,导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触。已知t=0时,导体棒位于顶角O处;导体棒的质量为m=2kg;OM、ON接触处O点的接触电阻为R=0.5Ω,其余电阻不计;回路电动势E与时间t的关系如图3所示,图线是过原点的直线。求:
(1)t=2s时流过导体棒的电流强度I2的大小;
(2)1~2s时间内回路中流过的电量q的大小;
(3)导体棒滑动过程中水平外力F(单位:N)与横坐标x(单位:m)的关系式。
电子所带电荷量最早是由美国科学家密立根所做的油滴实验测得的。密立根油滴实验的原理如图所示:两块水平放置的平行金属板与电源相连接,上板带正电,下板带负电,油滴从喷雾器喷出后,由于与喷嘴摩擦而带负电,油滴散布在油滴室中,在重力作用下,少数油滴通过上面金属板的小孔进入(可认为初速度为0)平行金属板间,落到两板之间的匀强电场中。在强光照射下,观察者通过显微镜观察油滴的运动。
从喷雾喷出的小油滴可以视为球形,小油滴在空气中下落时受到的空气阻力f大小跟它下落的速度v的大小的关系是:f=6πηrv,式中r为油滴半径,η为粘滞系数。设重力加速度为g,不考虑油滴的蒸发。
(1)实验中先将开关断开,测出小油滴下落一段时间后达到匀速运动时的速度v1,已知油的密度为ρ,空气的密度为ρ′,粘滞系数为η,试由以上数据计算小油滴的半径r;
(2)待小球向下运动的速度达到v1后,将开关闭合,小油滴受电场力作用,最终达到向上匀速运动,测得匀速运动的速度v2,已知两金属板间的距离为d,电压为U。试由以上数据计算小油滴所带的电荷量q;
(3)大致(不要求精确的标度)画出油滴从进入平行金属板到向上匀速运动这段过程中的v—t图像(设竖直向下为正方向)。
质量m=1.5kg的物块(可视为质点)在水平恒力F作用下,从水平面上A点静止开始运动,运动一段距离撤去该力,物块继续滑行t=2.0s停在B点,已知A、B两点的距离x=5.0m,物块与水平面间的动摩擦因数,求恒力F多大?
.(2012·扬州模拟)如图所示,一根劲度系数k=200 N/m的轻质弹簧拉着质量为m=0.2 kg的物体从静止开始沿倾角为θ=37°的斜面匀加速上升,此时弹簧伸长量x=0.9 cm,在t=1.0 s内物体前进了s=0.5 m。
求:(1)物体加速度的大小;
(2)物体和斜面间的动摩擦因数。(取g=10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
静止在水平地面上的木块,质量为m=10kg,受水平恒力F作用一段时间后撤去该恒力,物体运动的速度时间图像如图所示,求:
(1)物体6秒的位移和两段加速度分别是多少
(2)F的大小
(3)木块与地面间的动摩擦因素µ