如图所示,两根间距为L=1m的金属导轨MN和PQ,电阻不计,左端向上弯曲,其余水平,水平导轨左端有宽度为d=2m,方向竖直向上的匀强磁场i,右端有另一磁场ii,其宽度为d,但方向竖直向下,两者B均为1T,有两根质量均为m=1kg,电阻均为R=1Ω,的金属棒a与b与导轨垂直放置,b棒置于磁场ii中点C,D处,导轨除C,D外(对应距离极短)其余均为光滑,两处对棒可产生总的最大静摩擦力为自重的0.2倍,a棒从弯曲导轨某处由静止释放,当只有一根棒做切割磁感线运动时,它速度的减小量与它在磁场中通过的距离成正比,即Δv∝Δx
(1)若棒a从某一高度释放,则棒a进入磁场i时恰能使棒b运动,判断棒b运动方向并求出释放高度;
(2)若将棒a从高度为0.2m的某处释放结果棒a以1m/s的速度从磁场i中穿出求两棒即将相碰时棒b所受的摩擦力;
(3)若将棒a从高度1.8m某处释放经过一段时间后棒a从磁场i穿出的速度大小为4m/s,且已知棒a穿过磁场时间内两棒距离缩短2.4m,求棒a从磁场i穿出时棒b的速度大小及棒a穿过磁场i所需的时间(左为a,右为b)
如图所示,水平放置的平行板电容器与电压恒定的直流电源相连,两极板间距离d=10cm。电容器的电容C=2pF。距下极板4cm处有一质量m=0.01kg的不带电小球由静止落下。小球和下极板碰撞后带上了q=1.0×10-8C的电荷,反跳的高度为8cm,如果小球和下板碰撞时没有机械能损失,试求该电容器的带电量。(取g=10m/s2)
如图所示,在足够长的光滑绝缘水平直线轨道上方h高度的P点,固定电荷量为+Q的点电荷。一质量为m、电荷量为-q的物块(可视为质点),从轨道上的A点以初速度v0沿轨道向右运动,且始终不离开轨道。已知点电荷产生的电场在A、B两点的电势分别为φ1、φ2,PA连线与水平轨道的夹角为60°。试求:
(1)物块在A点时的加速度大小;
(2)物块在运动过程中的最大速度。
如图所示,在长为2L、宽为L的ABCD区域内有一半的空间存在场强为E、方向平行于BC边的匀强电场,现有一个质量为m,电量为e的电子,以平行于AB边的速度v0从区域的左上角A点射入该区域,不计电子所受的重力,则:
(1)当无电场的区域位于左侧时(如图甲),求电子射出ABCD区域时的动能;
(2)当无电场区域的左边界距AD的距离为x时(如图乙),要使这个电子能从区域的右下角的C点射出,电子的初速度v0应满足什么条件。
磕头虫是一种不用足跳但又善于跳高的小甲虫。当它腹朝天、背朝地躺在地面上时,将头用力向后仰,拱起体背,在身下形成一个三角形空区,然后猛然收缩体内背纵肌,使重心迅速向下加速,背部猛烈撞击地面,地面反作用力便将其弹向空中。弹射录像显示,磕头虫拱背后重心向下加速(视为匀加速)的距离大约为h1=0.8mm,弹射最大高度为h2=24cm。而人原地起跳方式是,先屈腿下蹲,然后突然蹬地向上加速,假想人的加速度与磕头虫加速过程的加速度大小相等,如果加速过程(视为匀加速)重心上升高度为H1=0.4m,求人离地后重心上升的最大高度H2。(空气阻力不计,设磕头虫撞击地面和弹起的速率相等)
如图所示,水平放置的平行板电容器与电压恒定的直流电源相连,两极板间距离d=10cm。电容器的电容C=2pF。距下极板4cm处有一质量m=0.01kg的不带电小球由静止落下。小球和下极板碰撞后带上了q=1.0×10-8C的电荷,反跳的高度为8cm,如果小球和下板碰撞时没有机械能损失,试求该电容器的带电量。(取g=10m/s2)