两根足够长的光滑平行直导轨MN、PQ与水平面成θ角放置,两导轨间距为L,M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向上,导轨和金属杆接触良好,它们的电阻不计。现让ab杆由静止开始沿导轨下滑。
⑴求ab杆下滑的最大速度vm;
⑵ab杆由静止释放至达到最大速度的过程中,电阻R产生的焦耳热为Q,求该过程中ab杆下滑的距离x及通过电阻R的电量q .
如图所示,在倾角为30°的斜面OA左侧有一竖直档板,档板与斜面OA间有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B=0.2T,档板上有一小孔P,OP=0.6m,现有一质量m=4×10-20kg,带电量q=+2×10-14C的粒子,从小孔以速度v0=3×104m/s水平射进磁场区域.粒子重力不计.
(1)粒子在磁场中做圆周运动的半径是多少?
(2)通过调整粒子进入磁场的速度大小可以控制粒子打到斜面OA时的速度方向,现若要粒子垂直打到斜面OA上,则粒子进入磁场的速度该调整为多少?此情况下粒子打到斜面OA的时间又为多少?
重为G=0.1N的金属棒ab,放在光滑的平行金属导轨上,如图所示,轨道间距为L=0.5m,所在平面与水平面的夹角为30º,匀强磁场垂直于轨道平面向上,电源电动势E=3V,金属棒电阻R=6Ω,其余电阻不计,若金属棒恰好静止,求:
(1)金属棒所受安培力的方向;
(2)磁感应强度的大小。
把带电荷量为+2×10-8C的点电荷从无限远处移到电场中A点,要克服电场力做功8×10-6J;若把该电荷从无限远处移到电场中B点,需克服电场力做功2×10-6J,取无限远处电势为零. 求:
(1)A点和B点的电势;
(2)将另一电荷量为-2×10-5C的点电荷由A点移到B点时电场力做的功.
如图所示,一个长为L=1m、质量M=2kg,厚度可以忽略不计的木板B静止在水平地面上,一个质量为m=3kg的物块A(可视为质点)从B的左端以速度v0=3m/s的初速度向右滑上木板B。若A、B与水平地面的摩擦因数均为μ1=0.2, A、B之间的动摩擦因数为μ2=0.4,求:
(1)A在B上滑动时,A、B的加速度。(g取10m/s2)
(2)试分析A能否从B上滑下,若不能求最终A相对大地的运动位移;若能,求A、B停下来时A、B间的距离(不计A从B上滑下因与地面磕碰导致A的速率损失。)
某同学做拍打篮球的游戏,要控制篮球,使其重心在距地面高度为h=0.9m的范围内做竖直方向上的往复运动,如图所示。每次要在最高点时用手开始击打篮球,手与球作用一段距离后分开,球落地反弹。已知球反弹的速度v2的大小是落地速度v1大小的4/5,反弹后恰好达到最高点,球与地面的作用时间为t=0.1s,篮球的质量m=0.5kg,半径为R=0.1m,若地面对球的作用力可视为恒力,篮球与地面碰撞时认为重心不变,忽略空气阻力和篮球的转动。
求(1)球反弹的速度v2.(2)地面对球的作用力F(g取10m/s2)