如图(甲)所示,A、B是在真空中平行放置的金属板,加上电压后,它们之间的电场可视为匀强电场.A、B两极板间距离d=15cm.今在A、B两极板上加如图16(乙)所示的交变电压,交变
电压的周期T=1.0×10
-6s;t=0时,A板电势比B板电势高,电势差U
=1080V.一个荷质比q/m=1.0×10
8 C/kg的带负电的粒子在t=0 时从B板附近由静止开始运动,不计重力.问:
(1)当粒子的位移为多大时,粒子速度第一次达最大值?最大速度为多大?
(2)粒子运动过程中将与某一极板相碰撞,求粒子撞击极板时的速度大小.
考点分析:
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如图所示,空间存在着垂直纸面向外的水平的匀强磁场和竖直向上的匀强电场,磁感应强度为B,电场强度为E.在这个场区内,有一带正电的液滴a在电场力和重力作用下处于静止状态.现从场中某点由静止释放一个带负电的液滴bb(图中未画出),当它的运动方向变成水平方向时恰与a相撞,撞后两液滴合为一体,并沿水平方向做匀速直线运动.已知液滴b的质量是a质量的2倍,b所带的电量的绝对值是a所带电量大小的4倍,设相撞前a、b之间的静电力可不计.求:
(1)两液滴相撞后共同运动的速度大小v;
(2)画出液滴b在相撞前运动轨迹的示意图;
(3)液滴b开始下落时距液滴a的高度h.
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1986年2月20日发射升空的“和平号”空间站,在服役15年后与2001年3月23日坠落在南太平洋.“和平号”风风雨雨15年铸就了辉煌业绩,已成为航天史上的永恒篇章.
“和平号”空间站总质量137t,工作容积超过400m
3,是迄今为止人类探索太空规模最大的航天器,有“人造天宫”之称.在太空运行的这一“庞然大物”按照地面指令准确坠落在预定海域,这在人类历史上还是第一次.“和平号”空间站正常运行时,距离地面的平均高度大约为350km.为保证空间站最终安全坠毁,俄罗斯航天局地面控制中心对空间站的运行做了精心安排和控制.在坠毁前空间站已经顺利进入指定的低空轨道,此时“和平号”距离地面的高度大约为240km.在“和平号”沿指定的低空轨道运行时,其轨道高度平均每昼夜降低2.7km.
设“和平号”空间站正常运转时沿高度为350km圆形轨道运行,在坠落前沿高度为240km的指定圆形低空轨道运行.而且沿指定的低空轨道运行时,每运行一周空间站高度变化很小,因此计算时对空间站的每一周的运动都可以作为匀速圆周运动处理.
(1)简要说明,为什么空间站在沿圆轨道正常运行过程中,其运动速率是不变的;
(2)空间站沿着正常轨道运行时的加速度与沿指定的低空轨道运行时加速度大小的比值为多大?计算结果保留2位有效数字;
(3)空间站沿指定的低空轨道运行时,每运行一周过程中空间站高度平均变化多大?计算中取地球半径R=6.4×10
3km,计算结果保留1位有效数字.
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如图所示,内壁光滑、截面积不相等的圆柱形气缸竖直放置,气缸上、下两部分的横截面积分别为2S和S.在气缸内有A、B两活塞封闭着一定质量的理想气体,两活塞用一根长为l的细轻杆连接,两活塞导热性能良好,并能在气缸内无摩擦地移动.已知活塞A的质量是2m,活塞B的质量是m.当外界大气压强为p
、温度为T
时,两活塞静止于如图所示位置.(1)求此时气缸内气体的压强.
(2)若用一竖直向下的拉力作用在B上,使A、B一起由图示位置开始缓慢向下移动
的距离,又处于静止状态,求这时气缸内气体的压强及拉力F的大小.设整个过程中气体温度不变.
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如图所示,一个小型旋转电枢式交流发电机,其矩形线圈的长度为a,宽度为b,共有n匝,总电阻为r.与线圈两端相接触的集流环上接有一个阻值为R的定值电阻.线圈以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴OO'匀速转动,沿转轴OO'方向看去,线圈转动方向沿顺时针.
(1)在图中画出线圈经过图示位置时通过电阻R上的感应电流的方向.
(2)从图示位置(线圈平面平行于磁场方向)开始计时,经多长时间,通过电阻R上的电流的瞬时值第一次为零.
(3)与电阻并联的交流电压表的示数是多少?
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如图所示,粘有小泥块的小球用长l的细绳系于悬点O,小球静止时距水平地面的高度为h.现将小球向左拉偏一角度口,使其从静止开始运动.当小球运动到最低点时,泥块恰好从小球上脱落.已知小球质量为M,泥块质量为m,且小球和泥块均可视为质点.求:
(1)小球运动到最低点泥块刚要脱落时,小球和泥块运动的速度大小.
(2)泥块脱落至落地在空中飞行的水平距离s.
(3)泥块脱离小球后的瞬间小球受到绳的拉力为多大?
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