如右图所示是一匀强电场,已知场强E=2×102 N/C,现让一个带电荷量q=-4×10-8 C的电荷沿电场方向从M点移到N点,M、N间的距离x=30 cm.试求:
(1)电荷从M点移到N点电势能的变化.
(2)M、N两点间的电势差.
如图所示,宽度为L=0.2 m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨的一端连接阻值为R=1.0 Ω的电阻.导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B=0.2 T.一根质量为m=10 g的导体棒MN放在导轨上,并与导轨始终接触良好,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计.现用垂直MN的水平拉力F拉动导体棒使其沿导轨向右匀速运动,速度为v=5.0 m/s,在运动过程中保持导体棒与导轨垂直.求:
(1)在闭合回路中产生感应电流I的大小
(2)作用在导体棒上拉力F的大小
(3)当导体棒移动50 cm时撤去拉力,求整个过程中电阻R上产生的热量Q
如图所示,质量为m的小球带有电量q的正电荷,中间有一孔套在足够长的绝缘杆上,杆与水平成α角,与球的摩擦系数为μ。此装置放在沿水平方向磁感应强度为B的匀强磁场之中,从高处将小球无初速释放,小球下滑过程中加速度的最大值是多少?小球运动速度的最大值是多少?
如图所示,一个带电为+q质量为m的小球,从距地面高h处以一定的初速水平抛出, 在距抛出点L(水平距离)处有根管口比小球稍大的竖直细管,管的上端口距地面h/2。为了使小球能无碰撞地通过管子,可在管子上方整个区域内加一水平向左的匀强电场,
求:(1)小球的初速度
(2)应加电场的场强
(3)小球落地时的动能
如图所示,长为L=9m的传送带与水平方向的倾角θ=37°,在电动机的带动下以v=4m/s的速率沿顺时针方向运行,在传送带的B端有一离传送带很近的挡板P可将传送带上的物体挡住,在传送带的A端无初速度地释放一质量m=1Kg的物体,它与传送带之间的动摩擦因数为0.5,物体与挡板碰撞时的能量损失及碰撞时间均不计。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)在物体从第一次由静止开始下滑到与挡板P第一次相碰后,物体再次上升到最高点的过程中,由于摩擦而产生的热量为多少?
(2)试求物体最终的运动状态以及达到该运动状态后电动机的输出功率P。
钓鱼岛是我国固有领土,决不允许别国侵占,近期,为提高警惕保卫祖国,我人民海军为此进行登陆演练,假设一艘战舰因吨位大吃水太深,只能停锚在离海岸登陆点s=1km处。登陆队员需要从较高的军舰甲板上,利用绳索下滑到登陆快艇上再行登陆接近目标,若绳索两端固定好后,与竖直方向的夹角θ=30°,为保证行动最快,队员甲先无摩擦自由加速滑到某最大速度,再靠摩擦匀减速滑至快艇,速度刚好为零,在队员甲开始下滑时,队员乙在甲板上同时开始向快艇以速度v0=m/s平抛救生圈,第一个刚落到快艇,接着抛第二个,结果第二个救生圈刚好与甲队员同时抵达快艇,若人的质量m,重力加速度g=10m/s2,问:
(1)军舰甲板到快艇的竖直高度H="?" 队员甲在绳索上运动的时间t0=?
(2)若加速过程与减速过程中的加速度大小相等,则队员甲在何处速度最大?最大速度多大?
(3)若登陆艇额定功率5KW,载人后连同装备总质量103Kg,从静止开始以最大功率向登陆点加速靠近,到达岸边时刚好能达到最大速度10m/s,则登陆艇运动的时间t'=?