如图所示,水平放置的平行板电容器极板间距离为d,加的电压为U0,上极板带正电.现有一束微粒以某一速度垂直于电场方向沿中心线O射入,并能沿水平方向飞出电场.当电压升高到U1时,微粒可以从距M板处飞出电场.求:
(1)
带电微粒的比荷是多少?带何处电荷?
(2)
要使微粒束能从距N板处飞出电场,则所加的电压U2应为多少?
校广播站使用一台输出功率约为100W的扩音机,通过总电阻为4Ω的两根导线与较远处的四只喇叭相连.每只喇叭的电阻为16Ω,额定功率为25W.其余导线电阻不计,喇叭近似视为纯电阻用电器.
要使导线消耗的电功率最小,四只喇叭彼此应该怎样连接?正确连接时,扩音机输出功率刚好100W,求导线消耗的电功率.
若扩音机的输出电压有效值为120V,可将喇叭并接在变压比适当的变压器副线圈上,再将变压器原线圈接在上述输电导线末端,使每只喇叭都得到额定功率.求变压器原副线圈的匝数比.
在电脑显示器的真空示波管内,控制电子束扫描的偏转场是匀强磁场,某段时间内磁感应强度B=3.64×10-3T不变.磁场区域是宽度为3.125cm的矩形,右边界距荧光屏20cm,高度足够.磁场方向垂直纸面.电子初速度不计,经U=4550V电压加速后沿中心线射入磁场,偏转后打在屏上产生亮点(若无磁场,亮点在屏中心),求亮点偏离荧光屏中心的距离.
如图所示,两条互相平行的光滑金属导轨位于水平面内,距离为l=0.2m,在导轨的一端接有阻值为R=0.5Ω的电阻,在x≥0处有一与水平面垂直的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T.一质量m=0.1kg的金属直杆垂直放置在导轨上,并以v0=2m/s的初速度进入磁场,在安培力和一垂直于杆的水平外力F的共同作用下做匀变速直线运动,加速度大小为a=2m/s2、方向与初速度方向相反.设导轨和金属杆的电阻都可以忽略,且接触良好,求:
电流为零时金属杆所处的位置
电流为最大值的一半时施加在金属杆上外力F的大小和方向
(3)
保持其他条件不变,而初速度v0取不同值(v0方向如图),求开始时F的方向与初速度v0取值的关系.
如图是示波管的示意图,竖直偏转电极的极板长l=4cm,板间距离d=1cm,板右端距离荧光屏L=18cm.(水平偏转电极上不加电压,没有画出)电子沿中心线进入竖直偏转电场的速度是1.6×107m/s.电子电荷量e=1.60×10-19C,质量m=0.91×10-31kg.
要使电子束不打在偏转电极的极板上,加在竖直偏转电极上的最大偏转电压U不能超过多大?
若在偏转电极上加u=40sin100πtV的交变电压,在荧光屏的竖直坐标轴上能观测到多长的线段?
如图所示,某一足够大的真空中,虚线PH右侧是磁感应强度为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,左侧是一场强为E、方向水平向左的匀强电场.静止于虚线PH上的一点O处的镭核水平向右放出一个α粒子而衰变成氡核,设α粒子与氡核分离后它们之间的作用可忽略不计,涉及动量问题时亏损的质量不计,重力不计.
写出镭核衰变的核反应方程.
若经过一段时间,α粒子刚好到达虚线PH上的A点,测得OA=L,求此时氡核的速率.(已知α粒子的比荷为b)
如图所示,光滑水平面上放有A、B、C三个物块,其质量分别为mA=2kg,mB=mC=1kg,用一轻弹簧连接A、B两物块,现用力压缩弹簧使三物块靠近,此过程外力做功72J,然后释放,求:
释放后物块B对物块C一共做了多少功?
弹簧第二次被压缩时,弹簧具有的最大弹性势能为多大?
如图所示,两根平行光滑金属导轨PQ和MN相距d=0.5m,它们与水平方向的倾角为α(sinα=0.6),导轨的上方跟电阻R=4Ω相连,导轨上放一个金属棒,金属棒的质量为m=0.2kg,电阻为r=2Ω,整个装置放在方向竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=1.2T.金属棒在沿斜面方向向上的恒力作用下由静止开始沿斜面向上运动,电阻R消耗的最大电功率P=1W.(g取10m/s2)求:
恒力的大小
恒力做功的最大功率.
如图所示,滑块以某一速率靠惯性沿固定斜面由底端A向上运动,到达最高点B时离地面的高度为H,然后又沿斜面返回,到出发点A时的速率为原来速率的一半.若取斜面底端重力势能为零,求上升过程中滑块动能等于势能的位置离地面高度h.
如图所示,两根相距为d、足够长的平行光滑金属导轨位于水平的xOy平面内,导轨与x轴平行,一端接有阻值为R的电阻.在x>0的一侧存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B.一电阻为r的金属直杆与金属导轨垂直放置,且接触良好,并可在导轨上滑动.开始时,金属直杆位于x=0处,现给金属杆一大小为v0、方向沿x轴正方向的初速度.在运动过程中有一大小可调节的平行于x轴的外力F作用在金属杆上,使金属杆保持大小为a、方向沿x轴负方向的恒定加速度运动.金属轨道电阻可忽略不计.求:
金属杆减速过程中到达x0的位置时金属杆的感应电动势E
回路中感应电流方向发生改变时,金属杆在轨道上的位置
若金属杆质量为m,请推导出外力F随金属杆在x轴上的位置(x)变化关系的表达式.