真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场.在电场中,若将一个质量为m、带正电的小球由静止释放,运动中小球的速度与竖直方向夹角为37°(取sin37°=0.6,cos37°=0.8).现将该小球从电场中某点以初速度v0竖直向上抛出.求运动过程中:
图16-2-5
(1)小球受到的电场力的大小及方向;
(2)小球从抛出点至最高点的电势能变化量;
(3)小球的最小动量的大小及方向.
如图所示,某一真空区域内充满匀强电场和匀强磁场,此区域的宽度d =" 8" cm,电场强度为E,方向竖直向下,磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,一电子以一定的速度沿水平方向射入此区域.若电场与磁场共存,电子穿越此区域时恰好不发生偏转;若射入时撤去磁场,电子穿越电场区域时,沿电场方向偏移量y =" 3.2" cm;若射入时撤去电场,电子穿越磁场区域时也发生了偏转.不计重力作用,求:
(1)电子射入时的初速度的表达式;(注:表达式不必代入具体数值,只保留字母符号)
(2)电子比荷的表达式;
(3)画出电子穿越磁场区域时(撤去电场时)的轨迹并标出射出磁场时的偏转角;
(4)电子穿越磁场区域后(撤去电场时)的偏转角。
()
如图,水平U形光滑框架,宽度为1m,电阻忽略不计,导体棒ab的质量m = 0.2kg、电阻R = 0.5Ω,匀强磁场的磁感应强度B = 0.2T,方向垂直框架向上。现用F = 1N的外力由静止开始向右拉ab棒,当ab棒的速度达到2m/s时,求:
(1)ab棒产生的感应电动势的大小;
(2)ab棒所受的安培力大小和方向;
(3)ab棒的加速度大小和方向。
如图所示,固定水平桌面上的金属框架cdef,处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒ab搁在框架上,可无摩擦滑动,此时adeb构成一个边长为l的正方形,棒的电阻为r,其余部分电阻不计,开始时磁感应强度为B0。
(1)若从t=0时刻起,磁感强度均匀增加,每秒增量为k,同时保持棒静止,求棒中的感应电流,在图上标出感应电流的方向。
(2)在上述(1)情况中,始终保持棒静止,当t=t1秒末时需加的垂直于棒的水平拉力为多大?
(3)若从t=0时刻起,磁感强度逐渐减小,当棒以恒定速度向右作匀速运动时,可使棒中不产生感应电流,则磁感强度应怎样随时间变化(写出B与t的关系式)?
如图所示,光滑水平面上有一质量M =4.0 kg的平板车,车的左端紧靠地面上的固定挡板N,车的上表面右侧是一段长L=1.0 m的水平轨道,水平轨道左侧连一半径R = 0.25 m的1/2光滑圆弧轨道,圆弧轨道与水平轨道在O′点相切.车右端固定一个尺寸可以忽略、处于锁定状态的压缩弹簧,一质量m=1.0 kg的小物块紧靠弹簧,小物块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.5.整个装置处于静止状态,现将弹簧解除锁定,小物块被弹出,恰能到达圆弧轨道的最高点A而抛出,g取10 m/s2.求:
(1)小物块能否落在平板车上?若能,求小物块的落点距O′点的距离;
(2)解除锁定前弹簧的弹性势能;
(3)若撤去地面上的挡板N,解除弹簧的锁定,小物块被弹出,第一次经过O′点时的速度大小。
弹簧秤上挂一个质量m=1kg的物体,在下列各情况下,弹簧秤的示数为多少?(g=10m/s2)
(1)以5m/s的速度匀速上升或下降;
(2)以5m/s2加速度竖直加速上升;
(3)以5m/s2的加速度竖直加速下降;
(4)以重力加速度g竖直加速下降。