示波器是一种多功能电学仪器,可以在荧光屏上显示出被检测的电压波形.它的工作原理等效成下列情况:如图所示,真空室中电极K发出电子(初速度不计),经过电压为U1的加速电场后,由小孔S沿水平金属板,A、B间的中心线射入板中.板长L,相距为d,在两板间加上如图乙所示的正弦交变电压,前半个周期内B板的电势高于A板的电势,电场全部集中在两板之间,且分布均匀.在每个电子通过极板的极短时间内,电场视作恒定的.在两极板右侧且与极板右端相距D处有一个与两板中心线垂直的荧光屏,中心线正好与屏上坐标原点相交.当第一个电子到达坐标原点O时,使屏以速度v沿-x方向运动,每经过一定的时间后,在一个极短时间内它又跳回到初始位置,然后重新做同样的匀速运动.(已知电子的质量为m,带电量为e,不计电子重力)求:
(1)电子进入AB板时的初速度;
(2)要使所有的电子都能打在荧光屏上,图乙中电压的最大值U0需满足什么条件?
(3)要使荧光屏上始终显示一个完整的波形,①荧光屏必须每隔多长时间回到初始位置?②计算这个波形的最大峰值和长度.③并在如图丙所示的x-y坐标系中画出这个波形.
如右图所示电路中,两平行金属板A、B水平放置,两板间的距离d="40" cm.电源电动势E="24" V,内电阻r="1Ω" ,电阻R="15Ω" .闭合开关S,待电路稳定后,将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0="4" m/s竖直向上射入板间.若小球带电荷量为q=1×10-2C,质量为m=2×10-2kg,不考虑空气阻力(取g=10m/s2),小球恰能到达A板,求:
(1)电容器两板间的电压;
(2)滑动变阻器接入电路的阻值;
(3)电源的输出功率。
(8分)如图所示,电阻R1=12Ω,R2=8Ω,当开关S断开时,电流表A的示数为0.5A;当S闭合时,A的示数为0.75A。试求:
(1)电源的电动势和内电阻分别是多少?
(2)S闭合时,电源的效率多大?
固定光滑细杆与地面成一定倾角,在杆上套有一个光滑小环,小环在沿杆方向的推力F作用下向上运动,推力F与小环速度v随时间变化规律如图所示,取重力加速度g=10m/s2.
求:⑴小环的质量m;
⑵细杆与地面间的倾角;
⑶若小环沿杆匀速运动至A点时,突然撤去F,则从该时刻起,经多长时间后小环返回A点?(杆足够长)
质量m=1.5kg的物块(可视为质点)在水平恒力F=15N作用下,从水平面上A点由静止开始运动,运动一段距离撤去该力,物块继续滑行t=2.0s,停在B点。物块与水平面间的动摩擦因数m=0.2,求A、B两点间的距离是多少?(g=10m/s2)
水平地面上的木箱质量为20kg,用大小为100N的水平力推木箱,恰好能使木箱匀速前进;若用同样大小的力与水平成37°斜向上拉木箱,如图所示,木箱的加速度多大?(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)