(13分)如图甲所示,斜面体固定在粗糙的水平地面上,底端与水平面平滑连接,一个可视为质点的物块从斜面体的顶端自由释放,其速率随时间变化的图像如图乙所示,(已知斜面与物块、地面与物块的动摩擦因数相同,g取10m/s2)求:
⑴斜面的长度s;
⑵物块与水平面间的动摩擦因数μ;
⑶斜面的倾角θ的正弦值.
如图3-4-26所示,在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4 m.质量为6×10-2 kg的通电直导线,电流I=1 A,方向垂直纸面向外,导线用平行于斜面的轻绳拴住不动,整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4 T,方向竖直向上的磁场中,设t=0,B=0,则需要多长时间斜面对导线的支持力为零?(g取10 m/s2)
图3-4-26
某导体的电阻是2欧,当1安的电流通过时,1分钟产生的热量是多少焦?
相距为d的M、N两平行金属板与电池相连接,如图所示。一带电粒子从M极板边缘,垂直于电场方向射入,并打到N板的中心。现欲使粒子原样射入,但能射出电场,不计重力,就下列两种情况,分别求出N板向下移动的距离。
(1)开关K闭合。
(2)把闭合的开关K打开。
飞行时间质谱仪可对气体分子进行分析。如图所示,在真空状态下,脉冲阀P喷出微量气体,经激光照射产生电荷量为q、质量为m的正离子,自a板小孔进入a、b间的加速电场,从b板小孔射出,沿中线方向进入M、N板间的偏转控制区,到达探测器。已知a、b板间距为d,极板M、N的长度和间距均为L。不计离子重力及进入a板时的初速度。
(1)当a、b间的电压为U1,在M、N间加上适当的电压U2,使离子到达探测器。求离子到达探测器的全部飞行时间。
(2)为保证离子不打在极板上,试求U2与U1的关系。
电荷量为q=1×10-4C的带正电小物块置于粗糙的绝缘水平面上,所在空间存在沿水平方向的匀强电场,场强E与时间t的关系及物块速度v与时间t的关系如图所示。若重力加速度g取10 m/s2,求:
(1)物块的质量m。
(2)物块与水平面之间的动摩擦因数。
(3)物块运动2s过程中,其电势能的改变量。