如图所示,一个平行金属板电容器的电容为1.5×10-8F,其某极板上的电荷为1.35×10-6C。若有一个电荷为+2e的质点小球从正极板中间的小孔的上方掉入平行金属板电容器的电场中,落到负极板上。求①电容器两极间电压?②此过程中电场力对该小球做了多少功?
如图所示为光电计时器的实验简易示意图.当有不透光物体从光电门间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间.光滑水平导轨MN上放置两个相同的物块A和B,左端挡板处有一弹射装置P,右端N处与水平传送带平滑连接,今将挡光效果好,宽度为d=3.6×10-3 m的两块黑色磁带分别贴在物块A和B上,且高出物块,并使高出物块部分在通过光电门时挡光.传送带水平部分的长度L=8 m,沿逆时针方向以恒定速度v=6 m/s匀速转动.物块A、B与传送带间的动摩擦因数μ=0.2,质量mA=mB=1 kg.开始时在A和B之间压缩一轻弹簧,锁定其处于静止状态,现解除锁定,弹开物块A和B,并迅速移去轻弹簧,两物块第一次通过光电门,计时器显示读数均为t=9.0×10-4 s,重力加速度g取10 m/s2.
(1)求弹簧储存的弹性势能Ep;
(2)求物块B在传送带上向右滑动的最远距离sm;
(3)若物块B返回水平面MN后与被弹射装置P弹回的物块A在水平面上相碰,且A和B碰后互换速度,则弹射装置P至少应以多大速度将A弹回,才能在A、B碰后使B刚好能从Q端滑出?此过程中,滑块B与传送带之间因摩擦产生的热量Q为多大?
如图所示,竖直平面内的半圆形轨道下端与水平面相切,B、C分别为半圆形轨道的最低点和最高点。小滑块(可视为质点)沿水平面向左滑动,经过A点时的速度vA=6.0m/s。已知半圆形轨道光滑,半径R=0.40m,滑块与水平面间的动摩擦因数m =0.50,A、B两点间的距离l=1.10m。取重力加速度g=10m/s2。求:
(1)滑块运动到B点时速度的大小vB;
(2)滑块运动到C点时速度的大小vC;
(3)滑块从C点水平飞出后,落地点与B点间的距离x。
在勇气号火星探测器着陆的最后阶段,着陆器降落到火星表面上,再经过多次弹跳才停下来。假设着陆器第一次落到火星表面弹起后,到达最高点时高度为h,速度方向是水平的,速度大小为v0,求它第二次落到火星表面时速度的大小,计算时不计火星大气阻力。已知火星的一个卫星的圆轨道的半径为r,周期为T,火星可视为半径为r0的均匀球体。
如图所示为质谱仪的原理图,A为粒子加速器,电压为;B为速度选择器,磁场与电场正交,磁感应强度为
,板间距离为d;C为偏转分离器,磁感应强度为
,今有一质量为m、电荷量为q的正离子经过加速后,恰好通过速度选择器,进入分离器后做半径为R的匀速圆周运动,求:
(1)粒子的速度v
(2)速度选择器的电压
(3)粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R
光滑水平桌面上方存在垂直桌面向上范围足够大的匀强磁场,虚线框abcd内存在平行于桌面的匀强电场,如图所示,一带电小球从d处静止开始运动到b处时的速度方向与电场边界平行,通过磁场作用又回到d点,已知bc=2ab=2L,磁感应强度为B,小球的质量为m,电荷量为q,试分析求解
(1)小球的带电性质从d到b的运动性质
(2)小球子磁场中运动速度大小
(3)在电场中达到b位置的曲率半径