5、在O x轴的原点O处有一固定的、电量为Q(Q>0)的点电荷。在x= -l处有一固定的、电量为-2Q的点电荷。今有一正试验电荷q
0放在x轴上x>0的位置,并设斥力为正,吸引力为负。(1)当q
0的位置限制在O x轴上变化时,求q
0的受力平衡位置,并讨论平衡的稳定性。(2)试定性地画出试验电荷q
0所受地合力F与q在Ox轴上的位置x的关系曲线。
6、用n摩尔的理想气体作为某热机的工作物质。随着热机做功,气体状态的变化,完成一个在T—V图上1—2—3—1的循环过程(如图所示)。其中过程1—2为经过原点的直线,过程2—3为等容过程,过程3—1可表达为
式中
是一个未知常量,T
1是在图中的坐标轴上标出的给定的绝对温度。试求气体在一个循环过程中做的功。
7、一个边长为L的正方形平板电容器,板面竖直地串联在线路中(如图所示)。电池保证电压电源稳定为V
0。I为一电流计。今有一块矩形金属板,长度也为L,宽为L
‘(L>>L
’),厚为电容器板间距离D的1/p(p>>1)。开始时金属板竖直放在电容器正中线上方,下端与电容器板上端对齐,然后自由下落。求t时刻电容器板上的电量。忽略所有边缘效应以及电磁力对金属板下落的影响。
8、广而深的静水池中竖立一固定的细杆,其露出水面部分套着一个长度为L,密度为
,截面均匀的匀质细管,细管可沿杆无摩擦地、竖直上下滑动,因套在杆上,故不会倾倒。现用手持管,使管的下端刚刚与水面接触,放手后管竖直下沉,设水的密度为
0,不计水的阻力和表面张力。(1)当管能下沉到刚好全部浸没入水中,求管的密度
等于多少?(2)在上述(1)情形下,求管由静止下沉所经历的时间是多少?(3)当管的密度等于水的密度的2/3倍时,求管下沉到最后位置所用的时间。
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