如图所示,坐标平面的第Ⅳ象限内存在大小为E、方向坚直向上的匀强电场,第I象限内存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。足够长的挡板MN垂直y轴放置且距原点O的距离为d。一质量为m(不计重力)、带电量为-q的粒子若自距原点O为L的A点以大小为
,方向沿x轴正方向的速度进入磁场,则粒子恰好到达O点而不进入电场。现该粒子仍从A点进入磁场,但初速度大小为
,为使粒子进入电场后能垂直打在挡板上,求粒子在A点进入磁场时:
(1)其速度方向与y轴正方向之间的夹角。
(2)粒子到达挡板上时的速度大小。
如图所示,质量m=2.0kg的木块静止在高h=1.8m的水平台上,木块距平台右边缘7.75m,木块与平台间的动摩擦因数µ=0.2。用水平拉力F=20N拉动木块,木块向右运动4.0m时撤去F。不计空气阻力,g取10m/s2。求:
(1)F作用于木块的时间;
(2)木块离开平台时的速度大小;
(3)木块落地时距平台边缘的水平距离。
如图所示,直角坐标系在一真空区域里,y轴的左方有一匀强电场,场强方向跟y轴负方向成θ=30º角,y轴右方有一垂直于坐标系平面的匀强磁场,在x轴上的A点有一质子发射器,它向x轴的正方向发射速度大小为v=2.0×106m/s的质子,质子经磁场在y轴的P点射出磁场,射出方向恰垂直于电场的方向,质子在电场中经过一段时间,运动到x轴的Q点。已知A点与原点O的距离为10cm,Q点与原点O的距离为(20-10)cm,质子的比荷为
。求:
(1)磁感应强度的大小和方向;
(2)质子在磁场中运动的时间;
(3)电场强度的大小。
08年2月我国南方遭受了严重的冰冻灾害,很多公路路面结冰,交通运输受到了很大影响。某校一学习小组为了研究路面状况与物体滑行距离之间的关系,做了模拟实验。他们用底部贴有轮胎材料的小物块A、B分别在水泥面上和冰面上做实验,A的质量是B的4倍。使B静止,A在距B为L处,以一定的速度滑向B:
ⅰ.在水泥面上做实验时,A恰好未撞到B;
ⅱ.在冰面上做实验时,A撞到B后又共同滑行了一段距离,测得该距离为。
对于冰面的实验,请你与他们共同探讨以下三个问题:
(1)A碰撞B前后的速度之比;
(2)A与B碰撞过程中损失的机械能与碰前瞬间机械能之比;
(3)要使A与B不发生碰撞,A、B间的距离至少是多大?
“潮汐发电”是海洋能利用中发展最早、规模最大、技术较成熟的一种方式。某海港的货运码头,就是利用“潮汐发电”为皮带式传送机供电,图1所示为皮带式传送机往船上装煤。本题计算中取sin18o=0.31,cos18o=0.95,水的密度ρ =1.0×103kg/m3,g=10m/s2。
(1)皮带式传送机示意图如图2所示, 传送带与水平方向的角度θ = 18o,传送带的传送距离为L = 51.8m,它始终以v = 1.4m/s的速度运行。在传送带的最低点,漏斗中的煤自由落到传送带上(可认为煤的初速度为0),煤与传送带之间的动摩擦因数μ = 0.4。求:从煤落在传送带上到运至传送带最高点经历的时间t;
(2)图3为潮汐发电的示意图。左侧是大海,中间
有水坝,水坝下装有发电机,右侧是水库。当涨潮到海平面最高时开闸,水由通道进入海湾水库,发电机在水流的推动下发电,待库内水面升至最高点时关闭闸门;当落潮到海平面最低时,开闸放水发电。设某潮汐发电站发电有效库容V=3.6×10 6m3,平均潮差Δh = 4.8m,一天涨落潮两次,发电四次。水流发电的效率η1= 10%。求该电站一天内利用潮汐发电的平均功率P;
(3)传送机正常运行时,1秒钟有m = 50kg的煤从漏斗中落到传送带上。带动传送带的电动机将输入电能转化为机械能的效率η2= 80%,电动机输出机械能的20%用来克服传送带各部件间的摩擦(不包括传送带与煤之间的摩擦)以维持传送带的正常运行。若用潮汐发电站发出的电给传送机供电,能同时使多少台这样的传送机正常运行?
质量m=2.0×10-4kg、电荷量q=1.0×10-6C的带正电微粒静止在空间范围足够大的匀强电场中,电场强度大小为E1。在t=0时刻,电场强度突然增加到E2=4.0×103N/C,到t=0.20s时再把电场方向改为水平向右,场强大小保持不变。取g=10m/s2。求:
(1)t=0.20s时间内带电微粒上升的高度;
(2)t=0.20s时间内带电微粒增加的电势能;
(3)电场方向改为水平向右后带电微粒最小的的动能。