(14分) 在光滑水平地面上,静止着一个质量为M =" 4" kg的小车.如图所示,在车的最右端有一个质量为m =" 1" kg的大小不计的物体,已
知物体与小车之间的动摩擦因数为0.2,小车的长度L =" 2" m,现在用恒定的水平力F =" 14" N向右拉动小车,求F拉动3s时,小车的速度多大? (设最大静摩擦力等于滑动摩擦力). (g =" 10" m/s2)
如图所示,在半径为的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,圆形区域右侧有一竖直感光板,圆弧顶点P有一速率为v0的带正电的粒子平行于纸面进入磁场,已知粒子的质量为m,电荷量为q,粒子重力不计.
(1)若粒子对准圆心射入,求它在磁场中运动的时间;
(2)若粒子对准圆心射入,且速率为,求它打到感光板上时速度的垂直分量;
(3)若粒子以速率v0从P点以任意角射入,试证明它离开磁场后均垂直打在感光板上.
回旋加速器是用于加速带电粒子流,使之获得很大动能的仪器,其核心部分是两个D形金属扁盒,两盒分别和一高频交流电源两极相接,以便在盒间狭缝中形成匀强电场,使粒子每穿过狭缝都得到加速;两盒放在匀强磁场中,磁场方向垂直于盒底面.离子源置于盒的圆心,释放出电量为q、质量为m的离子,离子最大回旋半径为Rm,磁场强度为B,其运动轨迹如图所示.求:
(1)离子离开加速器时速度多大?
(2)设离子初速度为零,两D形盒间电场的电势差为U,盒间距离为d,求加速到上述能量所需时间(粒子在缝中时间不忽略)。
质量均为m的两个可视为质点的小球A、B,分别被长为L的绝缘细线悬挂在同一点O,给A、B分别带上一定量的正电荷,并用水平向右的外力作用在A球上,平衡以后,悬挂A球的细线竖直,悬挂B球的细线向右偏60°角,如图所示.若A球的带电量为q,则:
(1)B球的带量为多少;
(2)水平外力多大.
如图所示,在平行金属带电极板MN电场中将电荷量为﹣4×10﹣6C的点电荷从A点移到M板,电场力做负功8×10﹣4J,把该点电荷从A点移到N板,电场力做正功为4×10﹣4,N板接地.则
(1)A点的电势φA是多少?
(2)UMN等于多少伏?
(3)M板的电势φM是多少?
如图所示,用30cm的细线将质量为4×10﹣5 kg的带电小球P悬挂在O点下,当空中有方向为水平向右,大小为1×104N/C的匀强电场时,小球偏转37°后处在静止状态.已知sin37°=0.6,cos37°=0.8.
(1)分析小球的带电性质
(2)求小球的带电量
(3)求此时细线的拉力.