一质量为M=1Kg的小车上固定有一质量为m=0.2Kg,宽L=0.25m、电阻R=100Ω的100匝的矩形线圈,一起静止在光滑水平面上,现有一质量为m0的子弹以V0=250m/s的水平速度射入小车中,并随小车线圈一起进入一与线圈平面垂直,磁感应强度B=1.0T的水平匀强磁场中如图,小车运动过程中的V---S图象如图。求:(1)子弹的质量;(2)图中S = 80cm时线圈中的电流强度;(3)在进入过程中通过线圈某一截面的电量;(4)求出线圈小车通过磁场的过程中线圈电阻的发热量。
(18分)图示为一水平传送带装置的模型示意图,传送带两端点A与B间的距离为L=3.5m,传送带上部距地面的高度为h=5m,有一可视为质点的物块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.1,重力加速度g=10m/s2。
(1)若传送带静止,物块从A处以v0=4m/s的水平速度滑上传送带,将从B端平抛,求物块落地点距B端的水平距离;
(2)若传送带始终以v=2m/s的速度顺时针匀速转动,将物块轻轻放上传送带,如果希望物块从B端平抛后的落地点距B端的水平距离为2m,那么物块放上传送带的位置到A端的距离应满足什么条件?
(16分)如图所示,一长为L=0.8m不可伸长的轻绳,一端拴着质量为m的小球A,另一端拴于天花板上的O点。现将轻绳水平拉直,并将小球A由静止释放,当小球A运动到最低点时,恰好与放在光滑水平地面上质量为2m的小球B正碰,已知碰撞过程中无机械能损失,碰后A球反弹。以地面为零势能面,重力加速度g="10" m/s2。求:
(1)小球B碰后的速度大小v;
(2)小球A在碰撞过程中损失的机械能与碰前机械能之比。
两平面荧光屏互相垂直放置,在两屏内分别取垂直于两屏交线的直线为x轴和y轴,交点O为原点,如图所示,在y>0,0<x<a的区域有垂直于纸面向里的匀强磁场,在y>0,x>a的区域有垂直于纸面向外的匀强磁场,两区域内的磁感应强度大小均为B。在O点有一处小孔,一束质量为m、带电量为q(q>0)的粒子沿x轴经小孔射入磁场,最后打在竖直和水平荧光屏上,使荧光屏发亮,入射粒子的速度可取从零到某一最大值之间的各种数值。已知速度最大的粒子在0<x<a的区域中运动的时间与在x>a的区域中运动的时间之比为2:5,在磁场中运动的总时间为,其中T为该粒子在磁感应强度为B的匀强磁场中作圆周运动的周期。试求两个荧光屏上亮线的范围(不计重力的影响)。
在平面上有一片稀疏的电子处在
的范围内,从
负半轴的远处以相同的速率
沿着
轴方向平行地向
轴射来. 试设计一个磁场,使得所有电子均通过原点,然后扩展到在
范围内继续沿着
正方向飞行(如图,虚线内范围)
如图所示,两个金属轮A1、A2,可绕通过各自中心并与轮面垂直的固定的光滑金属细轴O1和O2转动,O1和O2相互平行,水平放置。每个金属轮由四根金属辐条和金属环组成,A1轮的辐条长为a1、电阻为R1,A2轮的辐条长为a2、电阻为R2,连接辐条的金属环的宽度与电阻都可以忽略。半径为a0的绝缘圆盘D与A1同轴且固连在一起。一轻细绳的一端固定在D边缘上的某点,绳在D上绕足够匝数后,悬挂一质量为m的重物P。当P下落时,通过细绳带动D和A1绕O1轴转
动。转动过程中,A1、A2保持接触,无相对滑动;两轮与各自细轴之间保持良好的电接触;两细轴通过导线与一阻值为R的电阻相连。除R和A1、A2两轮中辐条的电阻外,所有金属的电阻都不计。整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与转轴平行。现将P释放,试求P匀速下落时的速度。