如图所示,真空中水平放置的平行金属板C、D相距很近,上面分别开有小孔和
。平行金属导轨P、Q水平放置,导轨的一端接有阻值为
的电阻R,金属板C、D接在电阻R的两端。导轨垂直放在磁感应强度
的匀强磁场中,导轨间距
,电阻为
的金属杆AB紧贴着导轨沿平行导轨方向在磁场中做往复运动,其速度图象如图所示,规定向右的方向为速度的正方向。从t = 0时刻开始,由C板小孔
处连续不断地以垂直于C板方向飘入质量为
、电荷量绝对值为
的正、负带电粒子,设飘入的速率很小,可视为零。在D板外侧有以MN为边界、磁感应强度
的匀强磁场,MN处放有荧光屏(当带电粒子打在屏上时荧光粉会发光),MN与D相距
,B1的方向竖直向上,B2的方向垂直纸面向里。不计导轨的其它电阻、粒子的重力及其相互作用,且不计粒子在C、D两板间的运动时间.问:
(1)要使荧光粉发光,粒子从垂直飞入磁场
时的速率至少为多大?
(2)0~4s内哪些时刻从处飘入的粒子能穿过电场并打在荧光屏上?
(3)荧光屏上发光亮线的总长度是多少?
如图所示固定在匀强磁场中的正方形线框abcd,各边长为L,其中ab段是一段电阻为R的均匀电阻丝,其余三边均为电阻可忽略的铜线,磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,现有一与ab段的材料、粗细、长度都相同的电阻丝PQ架在导线框上,以恒定的速度v从ad滑向bc,当PQ滑到何处时,通过PQ的电流最小?为多少?方向如何?
如图所示,Ⅰ、Ⅲ为两匀强磁场区域,Ⅰ区域的磁场方向垂直纸面向里,Ⅲ区域的磁场方向垂直纸面向外,磁感强度为B,两区域中间为宽为s的无磁场区域Ⅱ,有一边长为L(L>s)、电阻为R的正方形金属框abcd置于Ⅰ区域,ab边与磁场边界平行,现拉着金属框以速度v向右匀速移动。
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(1)分别求出ab边刚进入中央无磁场区域Ⅱ和刚进入磁场区域Ⅲ时,通过ab边的电流大小和方向。
(2)把金属框从Ⅰ区域完全拉入Ⅲ区域过程中拉力所做的功。
汽车发动机的额定牵引功率为60kw,汽车的质量为5×103kg,汽车在水平路面上行驶时,阻力是车重的0.1倍,试求:
(1)汽车保持额定功率从静止起动后能达到的最大速度是多少?
(2)若汽车从静止开始,保持以0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动,这一过程能维持多长时间?
质量为m的小球固定在光滑轻细杆的上端,细杆通过光滑限位孔保持竖直。在光滑水平面上放置一质量为M=2m的凹形槽,凹形槽的光滑内表面如图所示,AB部分是斜面,与水平面成θ=30°,BCD部分是半径为R的圆弧面,AB与BCD两面在B处相切。让细杆的下端与凹形槽口的左边缘A点接触。现将小球释放,求:
(1)当轻细杆的下端滑到凹形槽的最低点C时,凹形槽的速度是多大;
(2)轻细杆的下端能否运动到凹形槽口的右边缘D点;(只要回答“能”或“不能”,不需说明原因)
(3)当轻细杆的下端滑到B点的瞬间,小球和凹形槽的速度各是多大。
跳台跳水是我国的传统强项体育运动。我国某优秀跳水运动员在10m跳台项目中,起跳达到最高位置时,估计她的重心离跳台台面的高度为1m,当她下降到手触及水面时要伸直,双肩做一个翻掌压水花的动作,这时她的重心离水面大约也是1m。若从最高点到手触及水面的过程中其重心看作是自由落体运动,那么:
(1)她在空中完成一系列动作可利用的时间为多少?
(2)入水之后,她的重心能下沉到离水面约2.5m处,试估算水对她的平均阻力约为她自身重力的几倍?