如图所示,A、B两个小物体(可看成质点)的质量分别为2m、m,它们栓接在跨过定滑轮的细绳两端,细绳不可伸长,且能承受足够大的拉力。B物体悬吊着静止时,A也静止在地面上,A、B与定滑轮轮轴之间的竖直距离分别为2l、l。现将B物体竖直向上提高距离l,再将其从静止释放。每次细绳被拉直时A、B速度的大小立即变成相等,且速度方向相反,由于细绳被拉直的时间极短,此过程中重力的作用可以忽略不计。物体与地面接触时,速度立即变为0,直到再次被细绳拉起。细绳始终在滑轮上,且不计一切摩擦。重力加速度为g。求
(1)细绳第一次被拉直瞬间绳对A冲量的大小;
(2)A第一次上升过程距离地面的最大高度;
(3)A运动的总路程。
如图所示,空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场。左侧匀强电场的场强大小为E、方向水平向右,电场宽度为L;中间区域匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外。一个质量为m、电量为q、不计重力的带正电的粒子从电场的左边缘的O点由静止开始运动,穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后,又回到O点,然后重复上述运动过程.求:
(1)中间磁场区域的宽度d;
(2)带电粒子从O点开始运动到第一次回到O点所用时间t。
如图所示,回旋加速器D形盒的半径为R,用来加速质量为m、电荷量为q的质子,使质子由静止加速到能量为Ek,由A孔射出,求:
(1)加速器中匀强磁场B的方向和大小;
(2)加速器中交变电场的周期;
(3)设两D形盒间的加速电压为U,质子每次经电场加速后能量增加,加速到上述能量所需时间(不计在电场中的加速时间)。
如图所示的电路中,所用电源的电动势E=4V,内阻r=1.0Ω,电阻R1可调。现将R1调到3Ω后固定.已知R2=6Ω,R3=3Ω。
(1)开关S断开和接通时,通过R1的电流分别为多大?
(2)为了使A、B之间电路的电功率在开关S接通时能达到最大值,应将R1的阻值调到多大?这时A、B间消耗的最大电功率为多少?
如图所示,电阻不计足够长的光滑平行金属导轨与水平面夹角,导轨间距
,所在平面的正方形区域
内存在有界匀强磁场,磁感应强度为
T,方向垂直斜面向上.甲、乙金属杆质量均为
kg、电阻相同,甲金属杆处在磁场的上边界,乙金属杆距甲也为
,其中
m.同时无初速释放两金属杆,此刻在甲金属杆上施加一个沿着导轨的外力
,保持甲金属杆在运动过程中始终与乙金属杆未进入磁场时的加速度相同.且乙金属杆进入磁场后恰能做匀速直线运动,(取
m/s2)
(1)计算乙的电阻.
(2)以刚释放两杆时作为零时刻,写出从开始到甲金属杆离开磁场的过程中,外力随时间
的变化关系,并说明
的方向.
(3)若从开始释放到乙金属杆离开磁场,乙金属杆中共产生热量J,试求此过程中外力
对甲做的功.
如图所示、
相互垂直,
将空间分成两个区域,
.区域Ⅰ中有垂直于纸面向外的匀强磁场,区域Ⅱ中有平行于
,大小为
的匀强电场和另一未知匀强磁场(方向垂直纸面,图中未画出).一束质量为
、电量为
的粒子以不同的速率(速率范围0~
)自
点垂直于
射入区域Ⅰ.其中以最大速率
射入的粒子恰能垂直于
进入区域Ⅱ.已知
间距为
,不计粒子重力以及粒子间的相互作用.试求:
(1)区域Ⅰ中匀强磁场的磁感应强度大小;
(2)为使速率为的粒子进入区域Ⅱ后能沿直线运动,则区域Ⅱ的磁场大小和方向;
(3)分界线上,有粒子通过的区域的长度.