如图所示,在正交坐标系的空间中,同时存在匀强电场和匀强磁场(x轴正方向水平向右,y轴正方向竖直向上)。匀强磁场的方向与
平面平行,且与x轴的夹角为60°。一质量为m、电荷量为+q的带电质点从y轴上的点
沿平行于z轴方向以速度
射入场区,重力加速度为g。
(1)若B的大小不变,要使质点恰好做匀速圆周运动,求电场强度E的大小及方向;
(2)若B的大小可以改变,要使质点沿方向做匀速直线运动,求电场强度E的最小值及方向;
(3)撤去磁场,而电场强度E仍为第(2)问所求的情况, 当带电质点从P点射入,求它运动到平面时的位置坐标。
如图所示,T形金属支架与固定转轴O相连, AB水平,CO与AB垂直,B端由竖直细线悬吊,AC=CO=0.2m,CB=0.3m,支架各部分质量均匀分布.小滑块质量m=0.5kg,静止于A端时细线恰不受力.现给小滑块初速使其水平向右滑动,滑块与AB间的动摩擦因数=0.5.取重力加速度g=1
0m/s2,求:
(1)支架的重力相对转轴O的力矩;
(2)小滑块滑至C点时细线对B的拉力.
如图,一质量不计,可上下自由移动的活塞将理想气体封闭在圆筒内,筒的侧壁为绝缘体,下底M及活塞D均为导体并按图连接,活塞面积S=2cm2。闭合电键前,DM间距l1=5μm,闭合电键后,活塞D与下底M分别带有等量异种电荷,并各自产生匀强电场(D与M间的电场为各自产生的电场的叠加)。在电场力作用下活塞D发生移动。稳定后,DM间距l2=4μm,此时安培表读数为0.75A,伏特表读数为2V。
(1)求出活塞受到的电场力大小F(大气压强,活塞移动前后
气体温度不变) ;
(2)求出活塞D所带电量q;
(3)一段时间后,一个电阻发生故障,安培表读数变为0.8A,伏特表读数变为3.2V,请判断是哪个电阻发生了故障?是短路还是断路?筒内气体压强变大还是变小?
(4)已知R3=4Ω,能否求出R1、电源电动势E和内阻r的阻值? 如果能,求出结果,如果不能,说明理由。
如图所示为某娱乐场的滑道示意图,其中AB为曲面滑道,BC为水平滑道,水平滑道BC与半径为1.6 m的1/4圆弧滑道CD相切,DE为放在水平地面上的海绵垫。某人从坡顶滑下,经过高度差为20m的A点和B点时的速度分别为2m/s和12m/s,在C点做平抛运动,最后落在海绵垫上E点。人的质量为70kg,在BC段的动摩擦因数为0.2。问:
(1)从A到B的过程中,人克服阻力做的功是多少?
(2)为保证在C点做平抛运动,BC的最大值是多少?
(3)若BC取最大值,则DE的长是多少?
如图所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道间距L=0.20 m,电阻R=10 W,有一质量为m=1kg的金属棒平放在轨道上,与两轨道垂直,金属棒及轨道的电阻皆可忽略不计,整个装置处于垂直轨道平面向下的匀强磁场中,磁感应强度B=5T,现用一外力F沿轨道方向拉金属棒,使之做匀加速运动,加速度a=1m/s2,试求:
(1)力F与时间t的关系。
(2)F=3N时,电路消耗的电功率P。
(3)若外力F的最大值为5N,为求金属棒运动所能达到的最大速度,某同学解法为:先由(1)中的结果求出F=5N时的时间t,然后代入求解。指出该同学解法的错误之处,并用正确的方法解出结果。
如图所示,质量m=1Kg的小球穿在长L=1.6m的斜杆上,斜杆与水平方向成α=37°角,斜杆固定不动,小球与斜杆间的动摩擦因数μ=0.75。小球受水平向左的拉力F=1N,从斜杆的顶端由静止开始下滑(
,
),求
(1)小球运动的加速度大小;
(2)小球运动到斜杆底端时的速度大小。