如图所示,两平行金属板A、B长l=8 cm,两板间距离d=8 cm,A板比B板电势高300 V,即UAB=300 V.一带正电的粒子电量q=10-10C,质量m=10-20kg,从R点沿电场中心线垂直电场线飞入电场,初速度v0=2×106 m/s,粒子飞出平行板电场后经过界面MN、PS间的无电场区域后,进入固定在中心线上的O点的点电荷Q形成的电场区域(设界面PS右边点电荷的电场分布不受界面的影响).已知两界面MN、PS相距为L=12 cm,粒子穿过界面PS最后垂直打在放置于中心线上的荧光屏EF上.不计粒子重力求(静电力常数k=9×109 N·m2/C2)
(1)粒子穿过界面PS时偏离中心线RO的距离多远?
(2)点电荷的电量.
如图甲所示,一足够长阻值不计的光滑平行金属导轨MN、PQ之间的距离L=1.0m,NQ两端连接阻值R=1.0Ω的电阻,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨所在平面向上,导轨平面与水平面间的夹角θ=30°。一质量m=0.20kg,阻值r=0.50Ω的金属棒垂直于导轨放置并用绝缘细线通过光滑的定滑轮与质量M=0.60kg的重物P相连。细线与金属导轨平行。金属棒沿导轨向上滑行的速度v与时间t之间的关系如图乙所示,已知金属棒在0~0.3s内通过的电量是0.3~0.6s内通过电量的2/3,g=10m/s2,求:
(1)0~0.3s内棒通过的位移;
(2)金属棒在0~0.6s内产生的热量。
F1是英文Formula One 的缩写,即一级方程式赛车,是仅次于奥运会和世界杯的世界第三大赛事。F1赛车的变速系统非常强劲,从时速0加速到100 km/h仅需2.3秒,速度到100km/h时的加速度为10m/s2,时速为200km/h时的加速度为3m/s2,从0加速到200 km/h再急停到速度为零只需12秒。假定F1赛车刚开始时加速度最大。以后的加速度随时间的增大而均匀减小,而急停时的加速度大小恒为9.2 m/s2,上海F1赛道全长5.451km,比赛要求选手跑完56圈决出胜负。求:
(1)若某车手平均时速为210km/h,则跑完全程用时为多少时间?
(2)该车手的F1赛车的最大加速度。
如图所示,质量m=6kg的物块静止在水平桌面上,受到与水平方向成θ=37°角的作用力F。(sin37°=0.6 cos37°=0.8 g=10m/s2)
(1)F=20N时,物块恰好沿水平面向右做匀速直线运动,求物块与水平桌面的动摩擦因数μ?(保留两位有效数字)
(2)若保持以上动摩擦因数不变,当力F=40N时物体由静止开始运动,求3s内物体的位移大小?
如图所示,A、B两个气缸中装有压强均为1 atm(标准大气压)、温度均为27℃的空气,中间用细管连接,细管容积不计,管中有一绝热活塞(不计摩擦,可自由移动)。开始时气缸A左端的活塞距离其右端底部为L。现保持气缸A中的气体温度不变,将活塞向右缓慢推进L/4,若要使细管中的绝热活塞仍停在原位置,则气缸B中的气体温度应升高到多少摄氏度?
如图所示,在光滑绝缘的水平面上,固定一绝缘的、边长为的正方形方框,方框内有大小可调、方向竖直向下的匀强磁场,方框左边界的中点有一小孔,恰能让质量为m、带电量为+q的小球b(可视为质点)无阻碍的通过。初始时,小球b静止在小孔处。边界线MN的左侧有一范围足够大的匀强电场区域,电场的电场强度为E,方向水平向左,MN的右侧与方框的左侧间的距离可忽略不计。现有另一质量为
、不带电的小球a以速度
正对b球运动。设所有的碰撞均无能量损失和电量的转移,不计一切摩擦,则:
(1)求小球a、b首次碰后的速度、
;
(2)调节方框内磁场的磁感应强度的大小,使小球b与方框经过最少次数的碰撞后,从小孔离开。求小球a、b从开始相碰到再次相碰所用的时间;
(3)方框内磁场的磁感应强度满足什么条件时,可使小球b绕方框中心运动一周后离开磁场。