如图所示,BC为半径等于R= 0.4m竖直放置的光滑细圆管,O为细圆管的圆心,BO与竖直线的夹角为45°;在圆管的末端C连接一光滑水平面,水平面上一质量为M= 1.5kg的木块与一轻质弹簧拴接,轻弹簧的另一端固定于竖直墙壁上.现有一质量为m=0.5kg的小球从O点正上方某处A点以v0水平抛出,恰好能垂直OB从B点进入细圆管,小球从进入圆管开始即受到始终竖直向上的力F=5N的作用,当小球运动到圆管的末端C时作用力F立即消失.小球过后
与木块发生完全非弹性碰撞(g=l0m/s2).求:
(1)小球在A点水平抛出的初速度v0;
(2)小球在圆管运动中对圆管的压力N;
(3)弹簧的最大弹性势能EP.
在互相垂直的匀强磁场和匀强电场中固定放置一光滑的绝缘斜面,其倾角为θ,设斜面足够长,磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向外,电场方向竖直向上,如图所示。一质量为m带电量为q的小球静止放在斜面的最高点A,小球对斜面的压力恰好为零。在释放小球的同时,将电场方向迅速改为竖直向下,电场强度大小不变.
(1)小球沿斜面下滑的速度v为多大时,小球对斜面的正压力再次为零?
(2)小球从释放到离开斜面一共历时多少?
如图(a)所示,在以直角坐标系xOy的坐标原点O为圆心、半径为r的圆形区域内,存在磁感应强度大小为B、方向垂直xOy所在平面的匀强磁场。一带电粒子由磁场边界与x轴的交点A处,以速度v0沿x轴负方向射入磁场,粒子恰好能从磁场边界与y轴的交点C处,沿y轴正方向飞出磁场,不计带电粒子所受重力。
(1)求粒子的荷质比。(要求画出粒子在磁场中运动轨迹的示意图)
(2)若磁场的方向和所在空间的范围不变,而磁感应强度的大小变为B′,该粒子仍从A处以相同的速度射入磁场,粒子飞出磁场时速度的方向相对于入射方向改变了θ角,如图(b)所示,求磁感应强度B′的大小。(要求画出粒子在磁场中运动轨迹的示意图)
如图所示,在两平行边界、
的狭长区域内,分布有磁感应强度为
而方向垂直纸面向外的匀强磁场,磁场区域宽度为
。一带正电的粒子,质量为
,带电量为
,以速率
从左边界的O处斜向上射入磁场,粒子刚好从另一边界垂直射出,求:
(1)请画出带电粒子在磁场中运动的运动轨迹
(2)带电粒子在磁场中的轨道半径r为多大?
(3)带电粒子在磁场中的运动时间t是多少?(此小题结果保留三位有效数字)
如图所示,在倾角的绝缘斜面上,固定一宽
的平行金属导轨,在导轨上端接入电源和滑动变阻器,电源电动势
,内阻
,一质量
的金属棒
与两导轨垂直并接触良好,整个装置处于磁感应强度
,方向垂直于斜面向上的匀强磁场中。金属导轨光滑,导轨与金属棒的电阻不计,取
,要保持金属棒在导轨上静止,求:
(1)请画出金属棒受力分析图并计算通过金属棒的电流。
(2)滑动变阻器R接入电路中的阻值。
如图所示,通电导体棒ab质量为m、长为L,水平地放置在倾角为θ的光滑斜面上,通以图示方向的电流,电流为I,要使导体棒ab静止在斜面上,求:
(1)若磁场方向竖直向上,则磁感应强度B为多大?
(2)若要求磁感应强度最小,则磁感应强度如何?