一个圆柱形玻璃管里面刚好装了半管水银,水银质量为m,玻璃管水平固定在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B,如图11-28所示为玻璃管的截面图.如有电流I通过水银向纸内方向流过,当水银面再次平衡时,测得水银面上表面与竖直方向的夹角为α.求此时水银受到的安培力及玻璃管对水银的支持力.
图11-28
如图所示,在绝缘光滑水平面的周围空间,存在水平向右的匀强电场,电场强度为E。有一个电量为q,质量为m的小物块A,从静止开始沿着水平面向右做匀加速直线运动,与静止在其正前方s处的质量也为m的另一绝缘物块B发生碰撞,并粘合在一起再向前运动s,整个运动过程中小物块A所带的电量没有变化,求:
(1)A运动到2s处时的速度;
(2)A、B碰撞后一起运动过程中A对B的作用力。
如图所示,在坐标系Oxy的第一象限中存在沿y轴正方形的匀强电场,场强大小为E,在其它象限中存在匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里。A是y轴上的一点,它到坐标原点O的距离为h;C是x轴上的一点,到O点的距离为,一质量为m、电荷量为q的带负电的粒子以某一初速度沿x轴方向从A点进入电场区域,继而通过C点进入磁场区域,并再次通过A点。此时速度方向与y轴正方向成锐角。不计重力作用。试求:
(1)粒子经过C点时速度的大小和方向;
(2)磁感应强度的大小B。
如图所示,两平行金属导轨间的距离L=0.50m,金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37º,在导轨所在平面内,分布着磁感应强度B=0.6T、方向竖直向上的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E=5.0V、内阻r=0.50Ω的直流电源。现把一个质量m=0.40kg的导体棒ab放在金属导轨上,导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直、且接触良好,导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.0Ω,金属导轨电阻不计,g取10m/s2。已知sin37º=0.60,cos37º=0.80,求:
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(1)通过导体棒的电流;
如图11所示,有一内表光滑的金属盒,底面长L=1.2m,质量M=1k,放在水平面上与水平面间的动摩擦因素为μ=0.2。在盒内最右端放一半径为r=0.1m的光滑金属球,质量为m=1kg,现在盒的左端给盒一个水平冲量I=3N·s(盒壁厚度,球与盒发生碰撞时间和能量损失忽略不计),g取10m/s2,求:
(1)金属盒能在地面上运动多远?
(2)金属盒从开始运动到最后静止所经历的时间多长?
在游乐场中,有一大型游戏机叫“跳楼机”,参加游戏的游客被安全带固定在座椅上,由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面40米高处,然后自由释放。为研究方便,可以认为座椅沿轨道自由下落1.2s后,开始受到压缩空气提供的恒定阻力而立即做匀减速运动,且下落到离地面4.0米高处时速度恰好减小到零,然后再让座椅缓慢下落,将游客送回地面,取,求:
(1)座椅自由下落的高度是多少?座椅自由下落结束时刻的速度是多少?
(2)在匀减速阶段,座椅对游客的作用力大小是游客体重的多少倍?