如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图.在xOy平面的第一象限,存在以x轴、y轴及双曲线的一段(0≤x≤L,0≤y≤L)为边界的匀强电场区域Ⅰ;在第二象限存在以x=-L、x=-2L、y=0、y=L的匀强电场区域Ⅱ.两个电场大小均为E,不计电子所受重力,电子的电荷量为e,则:
(1)求从电场区域Ⅰ的边界B点(B点的纵坐标为L)处由静止释放电子,到达区域Ⅱ的M点时的速度;
(2) 求(1)中的电子离开MNPQ时的坐标;
(3)证明在电场区域Ⅰ的AB曲线上任何一点处,由静止释放电子恰能从MNPQ区域左下角P点离开;
如图所示,两平行金属板A、B长8cm,两板间距离d=8cm,A板比B板电势高300V,一带正电的粒子电荷量q=10-10C,质量m=10-20kg,沿电场中心线RO垂直电场线飞入电场,初速度υ0=2×106m/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S1=12cm,D是中心线RO与界面PS的交点,O点在中心线上,离界面PS的距离为S2 =9cm,粒子穿过界面PS最后垂直打在放置于中心线上的荧光屏bc上。(静电力常数k = 9.0×109N·m2/C2,粒子重力忽略不计)
(1)求粒子穿过界面MN时偏离中心线RO的距离多远?
(2)到达PS界面时离D点多远?
(3)确定点电荷Q的电性并求其电荷量的大小。
利用电动机通过如图所示的电路提升重物,已知电源电动势E=6 V,电源内阻r=1 Ω,电阻R=3 Ω,重物质量m=0.10 kg,当将重物固定时,电压表的示数为5 V,当重物不固定,且电动机最后以稳定的速度匀速提升重物时,电压表的示数为5.5 V,求:
(1)电动机线圈的电阻R1
(2)电动机以稳定的速度匀速提升重物时,消耗的电功率
(3)重物匀速上升时的速度大小(不计摩擦,g取10 m/s2).
一条平直的电场线上有A、B、C三点,把m=2×10-9kg,q= -2×10-9C的粒子从A点移到B点,电场力做1.5×10-7J的正功,再把该电荷从B点移到C点,电场力做功-4×10-7J,求:
(1)粒子从A点移到C点的电势能变化
(2)电势差UAB
(3)C点的电势(以A点的电势为零)
超载和超速是造成交通事故的隐患之一。有一辆值勤的警车停在公路边,交警突然发现从他旁边15m/s的速度匀速行驶的货车严重超载,他决定前去追赶,经过4s后发动警车,以a=2.5m/s2加速度做匀加速运动,但警车的最大速度是25m/s,求:
(1)警车在追赶货车的过程中,两车间的最大距离是多少?
(2)警车发动后要多长时间才能追上货车?
一物体以初速度v0=6m/s,向右做匀加速直线运动,经过4秒,速度增加为10m/s。求:物体的加速度和4s内位移大小。