在水平长直的轨道上,有一长度为L的平板车在外力控制下始终保持速度v0做匀速直线运动.某时刻将一质量为m的小滑块轻放到车面的中点,滑块与车面间的动摩擦因数为μ.
(1)证明:若滑块最终停在小车上,滑块和车摩擦产生的内能与动摩擦因数μ无关,是一个定值.
(2)已知滑块与车面间动摩擦因数μ=0.2,滑块质量m=1kg,车长L=2m,车速v0=4m/s,取g=10m/s2,当滑块放到车面中点的同时对该滑块施加一个与车运动方向相同的恒力F,要保证滑块不能从车的左端掉下,恒力F大小应该满足什么条件?
(3)在(2)的情况下,力F取最小值,要保证滑块不从车上掉下,力F的作用时间应该在什么范围内?
(12分)如图,R为电阻箱,A为理想电流表,电源电动势E=6V,内阻r=1Ω,当电阻箱的示数为R1=2Ω时,求:
(1)电流表读数I1=?
(2)外电路的电压U外=?电源的内电压U内=?
(3)电源提供的总电功率P总=?在电源内部消耗的热功率P内=?
(12分)某个装有两节干电池的手电筒给筒内的小灯泡供电,每节干电池能提供的电压为U=1.5V,手电筒电路中电流为I= 0.3A,通电时间为t=20S,求:
(1)两节干电池能提供的电压U总=?
(2)小灯泡的电阻R=?
(3)两节干电池为电路提供的总电能E=?
如图所示为质谱仪的原理示意图,电荷量为q、质量为m的带正电的粒子从静止开始经过电势差为U的加速电场后进入粒子速度选择器,选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,匀强电场的场强为E、方向水平向右。已知带电粒子能够沿直线穿过速度选择器,从G点垂直MN进入偏转磁场,该偏转磁场是一个以直线MN为边界、方向垂直纸面向外的匀强磁场。带电粒子经偏转磁场后,最终到达照相底片的H点。可测量出G、H间的距离为。带电粒子的重力可忽略不计。求:
(1)粒子从加速电场射出时速度ν的大小。
(2)粒子速度选择器中匀强磁场的磁感强度B1的大小和方向。
(3)偏转磁场的磁感强度B2的大小。
一个电子在的电压作用下得到一定速度后垂直于平行板间的匀强电场飞入两板间的中央,如图所示。若平行板间的距离
,板长
,问在平行板上加多大电压
才能使电子刚好飞出平行板?
如图所示,一质量为m的带电量为q的小球,用长为L的绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中,静止时悬线与竖直方向成θ=370角。(重力加速度为g,cos370=0.8,sin370=0.6)
(1)判断小球带何种电荷。
(2)求电场强度E。
(3)在图示位置,若将细线突然剪断,小球做何种性质的运动?求加速度a的大小。