21.如图甲,在水平地面上固定一倾角为θ的光滑绝缘斜面,斜面处于电场强度大小为E、方向沿斜面向下的匀强电场中。一劲度系数为k的绝缘轻质弹簧的一端固定在斜面底端,整根弹簧处于自然状态。一质量为m、带电量为q(q>0)的滑块从距离弹簧上端为s0处静止释放,滑块在运动过程中电量保持不变,设滑块与弹簧接触过程没有机械能损失,弹簧始终处在弹性限度内,重力加速度大小为g。
(1)求滑块从静止释放到与弹簧上端接触瞬间所经历的时间t1
(2)若滑块在沿斜面向下运动的整个过程中最大速度大小为vm,求滑块从静止释
放到速度大小为vm过程中弹簧的弹力所做的功W;
(3)从滑块静止释放瞬间开始计时,请在乙图中画出滑块在沿斜面向下运动的整
个过程中速度与时间关系v-t图象。图中横坐标轴上的t1、t2及t3分别表示滑块第一次与弹簧上端接触、第一次速度达到最大值及第一次速度减为零的时刻,纵坐标轴上的v1为滑块在t1时刻的速度大小,vm是题中所指的物理量。(本小题不要求写出计算过程)
如图所示,x轴上方存在磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外(图中未画出)。x轴下方存在匀强电场,场强大小为E,方向沿与x轴负方向成60°角斜向下。一个质量为m,带电量为+e的质子以速度v0从O点沿y轴正方向射入匀强磁场区域。质子飞出磁场区域后,从b点处穿过x轴进入匀强电场中,速度方向与x轴正方向成30°,之后通过了b点正下方的c点。不计质子的重力。
(1)求出圆形匀强磁场区域的最小半径和最小面积;
(2)求出b点到c点的距离
如图所示,水平放置的平行板电容器两板间距为d=8 cm,板长为L=25 cm,接在直流电源上,有一带电液滴以v0=0.5 m/s的初速度从板间的正中点水平射入,恰好做匀速直线运动,当它运动到P处时迅速将下板向上提起,液滴刚好从金属板末端飞出,求:
(1)下极板上提后液滴经过P点以后的加速度大小(g取10m/s2);
(2)液滴从射入开始匀速运动到P点所用时间.
在竖直向下的匀强电场中有一带负电的小球,自绝缘斜面的A点由静止开始滑下,接着通过绝缘的离心轨道的最高点B.已知小球的质量为m,带电荷量大小为q,圆弧轨道半径为R,匀强电场场强为E,且mg>Eq,运动中摩擦阻力及空气阻力不计,求:
(1)小球能运动到B点速度至少为多少?
(2)A点距地面的高度h至少应为多少?
如图所示,质量m=0.1g的小物块,带有5×10-4C的电荷,放在倾角为30°的光滑绝缘斜面上,整个斜面置于B=0.5T的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面指向纸里,物块由静止开始下滑,滑到某一位置时,开始离开斜面,求
(1)物块带什么电?
(2)物块离开斜面时速度多大?
(3)斜面至少有多长?
如图所示,光滑斜面与粗糙水平面在斜面底端平滑相接,斜面倾角,高
.物块
从斜面顶端由静止滑下的同时,物块
从斜面的底端在恒力
作用下由静止开始向左运动,力
与水平方向成
角,水平面足够长,物块
、
与水平面间的动摩擦因数均为
.物块
在水平面上恰好能追上物块
.物块
、
质量均为
,均可视为质点.(空气阻力忽略不计,取
,
,
).求:
(1)物块在斜面上运动的加速度大小
(2)物块在斜面上运动的时间
(3)恒力的大小.