如图所示. 半径分别为a 、b的两同心虚线圆所围空间分别存在电场和磁场,中心O处固定一个半径很小(可忽略不计)的金属球,在小圆空间内存在沿半径向内的辐向电场,小圆周与金属球间电势差U,两圆之间存在垂直于纸面向里的匀强磁场,设有一个带负电的粒子从金属球表面沿x轴正方向以很小的初速度逸出,粒子质量为m,电荷量为q.(不计粒子的重力,忽略粒子逸出的初速度)
试求:(1)粒子到达小圆周上时的速度为多大?
(2)粒子以(1)中的速度进入两圆间的磁场中,当磁感应强超过某一临界值时,粒子将不能到达大圆周,求此磁感应强度的最小值B.
(3)若当磁感应强度取(2)中最小值,且时,粒子运动一段时间后恰好能沿x轴负方向回到原出发点,求粒子从逸出到第一次回到原出发点的过程中,在磁场中运动的时间.(设粒子与金属球正碰后电量不变且能以原速率原路返回)
质量M=200g的木块,静止在光滑水平面上,质量m=20g的铅弹(铅的比热容c=126J/(㎏·℃))以水平速度v0=500m/s射入木块,当它射出木块时速度变为vt=300m/s.。木块的速度20m/s。若这一过程中损失的机械能全部转化为内能,其中42%被子弹吸收而使其升温,对铅弹穿过木块过程,求:
(1) 子弹克服摩擦力做的功。
(2) 摩擦力对木块做的功。
(3) 产生的总热量。
(4) 子弹升高的温度。
质量为m千克的物体,在长为L米且和水平面成α角的斜面上,由静止滑下到达底端时速度为v米/秒.已知斜面是不光滑的,求物体和斜面摩擦时产生的热量。(不计空气阻力)
某热机使用燃烧值q=3.0×107J/kg的燃料,燃烧效率为η1=80%,汽缸中热质将内能转化为机械能的转化效率η2=40%,热机传动部分的机械效率为η3=90%,若热机每小时燃烧m=40kg燃烧,则热机输出的有用功率是多少?
用活塞压缩汽缸里的空气,使空气的内能增加300J,压缩过程中空气向外界放热84J,则活塞对空气做了多少功?
子弹以200m/s的速度射入固定的木板,穿出时速度为100m/s,若子弹损失的机械能完全转换成内能,并有50%被子弹吸收,求子弹温度可升高多少℃? (已知子弹的比热130J/kg·℃)