如图5-11所示,一轻绳绕过无摩擦的两个轻质小定滑轮O1、O2和质量mB=m的小球连接,另一端与套在光滑直杆上质量mA=m的小物块连接,已知直杆两端固定,与两定滑轮在同一竖直平面内,与水平面的夹角θ=60°,直杆上C点与两定滑轮均在同一高度,C点到定滑轮O1的距离为L,重力加速度为g,设直杆足够长,小球运动过程中不会与其他物体相碰.现将小物块从C点由静止释放,试求:小球下降到最低点时,小物块的机械能(取C点所在的水平面为参考平面);
小物块能下滑的最大距离;
小物块在下滑距离为L时的速度大小.
如图所示,光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上,轨道间距为0. 2 m,金属杆ab的质量为0. 1 kg,电容器电容为0.5 F,耐压足够大,因为理想电流表,导轨与杆接触良好,各自的电阻忽略不计。整个装置处于磁感应强度大小为0.5 T,方向垂直导轨平面向下的匀强磁场中。现用水平外力F拉ab向右运动,使电流表示数恒为0. 5 A。
(1)求t=2s时电容器的带电量。
(2)说明金属杆做什么运动。
(3)求t=2s时外力做功的功率。
如图所示,M、N为两平行金属板相距d="0.4" m,板间有垂直纸面的匀强磁场B="0.25" T。图中I和Ⅱ是两根与M、N平行的金属导轨,I与M相距、Ⅱ与N相距
,I与Ⅱ之间接一电阻R="0." 3Ω。现有一金属杆在上述装置上(接触良好)向右水平运动,已知金属杆ab间电阻
="0." 2Ω,若有一个带电量
C的粒子以
="7" m/s沿水平向右射入MN间,恰好能匀速运动。求:
(1)两极间电势差。
(2)ab杆运动速度。
(3)为保持ab杆匀速运动,所需外力F。
如图所示,两根足够长固定平行金属导轨位于倾角的斜面上,导轨上、下端各接有阻值R = 20Ω的电阻,导轨电阻忽略不计,导轨宽度L =2m,在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度B=1T。质量m="0." l kg、连入电路的电阻r=10Ω的金属棒ab在较高处由静止释放,当金属棒ab下滑高度h=3m时,速度恰好达到最大值v=2m/s,金属棒ab在下滑过程中始终与导轨垂直且与导轨良好接触。g取10
.求:
(1)金属棒ab由静止至下滑高度为3m的运动过程中机械能的减少量。
(2)金属棒ab由静止至下滑高度为3m的运动过程中导轨上端电阻R中产生的热量。
如图所示,水平光滑平行导轨间距L=lm,左端接有阻值R=1.5的定值电阻,在距左端
=2m处垂直导轨放置一根质量m=1kg、电阻r=0.5
的导体棒,导体棒与导轨始终保持良好接触,导轨的电阻可忽略,整个装置处在竖直向上的匀强磁场中。
(1)若磁场的磁感应强度B随时间变化的关系为
(式中B的单位为T,
的单位为s),为使导体棒保持静止,求作用在导体棒上的水平拉力F随时间
变化的规律;
(2)若磁场的磁感应强度T恒定,
时导体棒在水平拉力F的作用下从静止开始向右做匀加速直线运动,已知
s时F=3N,求此时导体棒两端的电势差。
如图所示,两根完全相同的“V”字形导轨OPQ与KMN倒放在绝缘水平面上,两导轨都在竖直平面内且正对平行放置,其间距为L,电阻不计。两条导轨足够长,所形成的两个斜面与水平面的夹角都是。两个金属棒ab和
的质量都是m,电阻都是R,与
导轨垂直放置且接触良好。空间有分别垂直两斜面的匀强磁场,磁感应强度均为B。
(1)如果两条导轨皆光滑,让固定不动,将ab释放,则ab达到的最大速度是多少?
(2)如果将ab与同时释放,它们所能达到的最大速度分别是多少?