如图所示,均可视为质点的三个物体A、B、C穿在竖直固定的光滑绝缘细线上,A与B紧靠在一起(但不粘连),C紧贴着绝缘地板,质量分别为MA=2.32kg,MB=0.20kg,MC=2.00kg,其中A不带电,B、C的带电量分别为qB = +4.0×10-5c,qC =+7.0×10-5c,且电量都保持不变,开始时三个物体均静止。现给物体A施加一个竖直向上的力F,若使A由静止开始向上作加速度大小为a=4.0m/s2的匀加速直线运动,则开始需给物体A施加一个竖直向上的变力F,经时间t后,F变为恒力。已知g=10m/s2,静电力恒量k=9×109N·m2/c2,求:
(1)静止时B与C之间的距离;
(2)时间t的大小;
(3)在时间t内,若变力F做的功WF=53.36J,则B所受的电场力对B做的功为多大?
如图a所示,一个质量为m = 2.O×1O-11kg,电荷量q =1.O×1O-5C的带负电粒子(重力忽略不计),从静止开始经U1=100V电压加速后,垂直于场强方向进入两平行金属板间的匀强偏转电场。偏转电场的电压U2=100V,金属板长L=20cm,两板间距d =1Ocm.
粒子进人偏转电场时的速度v0大小;
粒子射出偏转电场时的偏转角θ;
在匀强电场的右边有一个足够大的匀强磁场区域。若以粒子进入磁场的时刻为t =0,磁感应强度B的大小和方向随时间的变化如图b所示,图中以磁场垂直于纸面向内为正。如图建立直角坐标系(坐标原点为微粒进入偏转电场时初速度方向与磁场的交边界点)。求在t =
×10-6s时粒子的位置坐标(X,Y)。(答案可以用根式表示,如用小数,请保留两位有效数字)
某兴趣小组举行遥控赛车比赛,比赛路径如图所示。可视为质点的赛车从起点A出发,沿水平直线轨道运动己:1Om后,由B点进入半径为R = O.4m的光滑竖直半圆轨道,并通过轨道的最高点C作平抛运动,落地后才算完成比赛。B是半圆轨道的最低点,水平直线轨道和半圆轨道相切于B点。已知赛车质量m =" O.5" kg,通电后电动机以额定功率P ="3" W工作,赛车在水平轨道上受到的阻力恒为f =" O.4" N,之后在运动中受到的轨道阻力均可不计,g取1Om/s2。试求:赛车能通过C点完成比赛,其落地点离B点的最小距离;
要使赛车完成比赛,电动机工作最短的时间;
若赛车过B点速度vB= 8.Om/s,R为多少时赛车能完成比赛,且落地点离B点最大。
如图所示,竖直固定放置的光滑绝缘杆上O点套有一个质量为m、带电量为 -q的小环。在杆的左侧固定一个带电量为 +Q的点电荷,杆上a、b两点与Q正好构成等边三角形。已知Oa之间距离为h1,a、b之间距离为h2,静电常量为k 。现使小环从图示位置的O点由静止释放,若通过a点的速率为。试求:
小环运动到a点时对杆的压力大小及方向;
小环通过b点的速率。
如图所示,水平面上有两根光滑金属导轨平行固定放置,导轨的电阻不计,间距为l =" O.5" m,左端通过导线与阻值R =3Ω的电阻连接,右端通过导线与阻值为RL=6Ω的小灯泡L连接,在CDEF矩形区域内有竖直向上,磁感应强度B = O.2T的匀强磁场。一根阻值r =O.5Ω、质量m = O.2kg的金属棒在恒力F ="2" N的作用下由静止开始从AB位置沿导轨向右运动,经过t ="1" s刚好进入磁场区域。求金属棒刚进入磁场时:金属棒切割磁场产生的电动势;
小灯泡两端的电压和金属棒受安培力。
沙尘暴天气会严重影响交通。有一辆卡车以54 km/h的速度匀速行驶,司机突然模糊看到前方十字路口一个骑自行车的人突然跌倒,该司机刹车的反应时间为O.6 s,刹车后卡车匀减速前进,最后停在骑车者前1.5 m处,避免了一场安全事故。已知刹车过程中卡车加速度大小为5 m/s2,求:司机发现情况后,卡车经过多长时间停下;
司机发现情况时,卡车与该自行车的距离。