如图所示的电路中,两平行金属板A、B水平放置,两板间的距离d=40cm,电源电动势E=24V,内电阻r=1Ω,电阻R=15Ω.闭合开关S,待电路稳定后,将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0=4m/s竖直向上射入板间.若小球带电量为q=1×10-2C,质量为m=2×10-2kg,不考虑空气阻力.那么:滑动变阻器接入电路的阻值为多大时,小球恰能到达A板?此时,电源的输出功率是多大?(取g=10m/s2)
某幼儿园的滑梯如图所示,其中AB段为一倾角为的粗糙斜面,BC段为一段半径为R的光滑圆弧,其底端切线沿水平方向.若一儿童自A点由静止滑到C点时,对C点的压力大小为其体重的n倍,已知A与B、B与C间的高度差分别为h1、h2,重力加速度为g,求:
(1)儿童经过B点时的速度大小;
(2)儿童与斜面间的动摩擦因数.
(16分)如图所示,坐标系xOy在竖直平面内,空间有沿水平方向垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,在x>0的空间里有沿x轴正方向的匀强电场,场强的大小为E,一个带正电的小球经过图中的x轴上的A点,沿着与水平方向成= 300角的斜向下直线做匀速运动,经过y轴上的B点进人x<0的区域,要使小球进入x<0区域后能在竖直面内做匀速圆周运动,需在x<0区域另加一匀强电场,若带电小球做圆周运动通过x轴上的C点,且
,设重力加速度为g,求:
(1)小球运动速率的大小;
(2)在x<0的区域所加电场大小和方向;
(3)小球从B点运动到C点所用时间及的长度.
(12分)如图所示,倾角θ=30°、宽度L="1" m的足够长的U形平行光滑金属导轨,固定在磁感应强度B="1" T、范围充分大的匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直。用平行于导轨、功率恒为6 W的牵引力F牵引一根质量为m="0.2" kg、电阻R="1" Ω的放在导轨上的金属棒ab,由静止开始沿导轨向上移动(ab始终与导轨接触良好且垂直)。当ab棒移动2.8 m时,获得稳定速度,在此过程中,克服安培力做功为5.8 J(不计导轨电阻及一切摩擦,g取10 m/s2),求:
(1)ab棒的稳定速度。
(2)ab棒从静止开始达到稳定速度所需时间。
(8分)如图所示,已知电源电动势E=20V,内阻r=2Ω,当接入固定电阻R0=4Ω时,电路中标有“3V, 6W”的灯泡L和内阻R=0.5Ω的小型直流电动机D都恰能正常工作.试
求:(1)电路中的电流大小;
(2)电动机的额定电压;
(3)电动机的输出功率.
如图所示,竖直平面内有一半径为R的半圆形光滑绝缘轨道,其底端B与光滑绝缘水平轨道相切,整个系统处在竖直向上的匀强电场中,一质量为m,电荷量为q带正电的小球以v0的初速度沿水平面向右运动,通过圆形轨道恰能到达圆形轨道的最高点C,从C点飞出后落在水平面上的D点,试求:
(1)小球到达C点时的速度vC及电场强度E;
(2)BD间的距离s;
(3)小球通过B点时对轨道的压力N。