如图所示,在E = 103V/m的水平向左匀强电场中,有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置,轨道与一水平绝缘轨道MN连接,半圆轨道所在竖直平面与电场线平行,其半径R = 40cm,一带正电荷q = 10-4C的小滑块质量为m = 40g,与水平轨道间的动摩因数m = 0.2,取g = 10m/s2,求: 要小滑块能运动到圆轨道的最高点L,滑块应在水平轨道上离N点多远处释放?
这样释放的滑块通过P点时对轨道压力是多大?(P为半圆轨道中点)
(12分)如图所示,光滑绝缘水平面上方有两个方向相反的水平方向匀强磁场,竖直虚线为其边界,磁场范围足够大,磁感应强度的大小分别为.竖直放置的正方形金属线框边长为
、电阻为R、质量为m.线框通过一绝缘细线与套在光滑竖直杆上的质量为M的物块相连,滑轮左侧细线水平。开始时,线框与物块静止在图中虚线位置且细线水平伸直。将物块由图中虚线位置由静止释放,当物块下滑h时速度大小为
,此时细线与水平夹角
,线框刚好有一半处于右侧磁场中。(已知重力加速度g,不计一切摩擦)求:
(1)此过程中通过线框截面的电荷量q;
(2)此时安培力的功率;
(3)此过程在线框中产生的焦耳热Q。
(14分)如图所示,质量M=5kg的木板A在恒力F的作用下以速度向右做匀速度直线运动,某时刻在其右端无初速度地放上一质量为
的小物块B.已知木板与地面间的摩擦因数
,物块与木板间的摩擦因数
.(物块可看作质点,木板足够长,取g=10m/s2)试求:
(1)放上物块后木板发生的位移;
(2)物块与木板之间产生的摩擦热。
如图,两个大小相同的小球用等长的细线悬挂在同一高度,静止时两个小球恰好接触,无相互挤压,两个小球质量分别为和
(
)。现将
拉离平衡位置,从高
处由静止释放,与
碰撞后被弹回,上升高度为
,求碰后
能上升的高度
。(已知重力加速度为
)
国内最长的梅溪湖激光音乐喷泉,采用了世界一流的喷泉、灯光和音响设备,呈现出让人震撼的光与水的万千变化,喷泉的水池中某一彩灯发出的一条光线射到水面的入射角为,从水面上射出时的折射角是
。
①求光在水面上发生全反射的临界角;
②在水池中m深处有一彩灯(看做点光源)。求这盏彩灯照亮的水面面积。
如图所示,两足够长的平行光滑的金属导轨、
相距为
m,导轨平面与水平面夹角
,导轨电阻不计,磁感应强度为
的匀强磁场垂直导轨平面向上,长为
m的金属棒
垂直于
、
放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,金属棒的质量为
kg、电阻为
Ω,两金属导轨的上端连接右侧电路,电路中通过导线接一对水平放置的平行金属板,两板间的距离和板长均为
m,定值电阻为
Ω,现闭合开关
并将金属棒由静止释放,取
m/s2,求:
(1)金属棒下滑的最大速度为多大?
(2)当金属棒下滑达到稳定状态时,整个电路消耗的电功率为多少?
(3)当金属棒稳定下滑时,在水平放置的平行金属板间加一垂直于纸面向里的匀强磁场,在下板的右端且非常靠近下板的位置处有一质量为
kg、所带电荷量为
C的液滴以初速度
水平向左射入两板间,该液滴可视为质点,要使带电粒子能从金属板间射出,初速度
应满足什么条件?