如图所示的装置放置在真空中,炽热的金属丝可以发射电子,金属丝和竖直金属板之间加一电压U1=2 500 V,发射出的电子被加速后,从金属板上的小孔S射出。装置右侧有两个相同的平行金属极板水平正对放置,板长l=6.0 cm,相距d=2 cm,两极板间加以电压U2=200 V的偏转电场。从小孔S射出的电子恰能沿平行于板面的方向由极板左端中间位置射入偏转电场。已知电子的电荷量e=1.6×10-19 C,电子的质量 m=0.9×10-30 kg,设电子刚离开金属丝时的速度为0,忽略金属极板边缘对电场的影响,不计电子受到的重力。求:
(1)电子射入偏转电场时的动能Ek;
(2)电子射出偏转电场时在竖直方向上的侧移量y;
(3)电子在偏转电场运动的过程中电场力对它所做的功W。
如图甲为一理想变压器,ab为原线圈,ce为副线圈,d为副线圈引出的一个接头。原线圈输入正弦式交变电压的u-t图象如图乙所示。若只在ce间接一只Rce="400" Ω的电阻,或只在de间接一只Rde="225" Ω的电阻,两种情况下电阻消耗的功率均为80W。
(1)请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式;
(2)求只在ce间接400Ω的电阻时,原线圈中的电流I1;
(3)求ce和de 间线圈的匝数比。
发电机转子是匝数为100匝,长为20cm、宽为40cm的长方形线圈,将线圈置于磁感应强度为0.5T的匀强磁场中,使其绕垂直于磁场方向且在线圈平面内的轴以角速度50rad/s匀速转动。当线圈平面与磁场平行时开始计时,若线圈电阻为2Ω,线圈的两端通过滑环与一个阻值R=8Ω的灯泡连接。试求:
(1)发电机线圈中感应电动势的瞬时值表达式;
(2)灯泡在电路中的实际功率;
(3)当线圈平面与中性面的夹角为300时,通过灯泡的电流的瞬时值;
(4)为保持线圈做匀速转动,线圈每转一周的过程中外力对线圈所做的功;
(5)从计时开始到线圈转过600角的过程中通过灯泡的电量。
如图所示,理想变压器原线圈的匝数n1=1 100匝,副线圈的匝数n2=110匝,R0、R1、R2均为定值电阻,且R0=2Ω、R1是标有“20V 10W”的小灯泡,原线圈接
u=311sin(314t)(V)的交流电源.当开关S闭合时,小灯泡R1恰好正常发光。
求:(1)定值电阻R2的阻值;
(2)S闭合时电流表的示数;
(3)S断开后,假设小灯泡R1不会被烧坏,且可认为其电阻不变,则电压表的示数为多少?
如图所示,A是地球的同步卫星,另一卫星B的圆形轨道位于赤道平面内,离地面高度为h,已知地球半径为R,地球自转角速度为,地球表面的重力加速度为g,O为地球中心.
(1)求卫星B的运行周期;
(2)如果卫星B绕行方向与地球自转方向相同,某时刻A、B两卫星相距最近(O、B、A在同一直线上),则至少经过多长时间,它们再一次相距最近?
如图所示,一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心OO′转动,筒内壁粗糙,筒口半径和筒高分别为R和H,筒内壁A点的高度为筒高的一半,内壁上有一质量为m的小物块.求:
(1)当筒不转动时,物块静止在筒壁A点受到的摩擦力和支持力的大小;
(2)当物块在A点随筒做匀速转动,且其受到的摩擦力为零时,筒转动的角速度.