一个3/4圆弧形的光滑细圆环轨道ABC水平放置,此轨道固定在光滑的水平面上。轨道半径为R,C、O、B在一条直线上,如图所示。圆心O与A、D在同一条直线上,MN是放在AD上长为2R的木板,木板的厚度不计,左端M正好位于A点。整个装置处于垂直AD方向如图所示的匀强电场中,电场强度大小为E。将一个质量为m,带电量为+q的小球(可视为质点)从过A点并垂直于AD的直线上的某点P由静止开始释放,则:
(1) 若小球由圆弧轨道经C点射出后,恰好能打到木板MN 的中点,则小球从C点射出的速度大小为多大?
(2) 在(1)的情景下,小球运动到轨道上的B点时对轨道的压力是多大?
(3) 某同学认为只要调节释放点P到A点的距离L,总可以使小球经过C后打到木板的最左端M点,试判断这位同学的说法是否合理?若合理,试计算出L的数值;若不合理,请通过计算说明理由。
如图所示,空间内存在水平向右的匀强电场,在虚线MN的右侧有垂直纸面向里,磁感应强度为B的匀强磁场,一质量为m、带电荷量为+q的小球自A点由静止开始运动,刚好沿直线AC运动至光滑绝缘的水平面CD点,与水平面碰撞的瞬间,小球的竖直分速度立即减为零,而水平分速度不变,小球运动至D处刚好离开水平面,然后沿图示曲线DP轨迹运动,AC与水平面夹角α=45°,重力加速度为g,求:
(1)匀强电场的场强E。
(2)AD之间的水平距离d。
(3)已知小球在轨迹DP上能达到的最大速度为,当小球达到最大速度时,磁场突然消失,经过多次时间小球的速度变为
。
如图所示,电容器两极板相距为d,两极板间电压为U,极板间的匀强磁场的磁感应强度为,一束电荷量相同的带正电的粒子从图中虚线方向射入电容器,沿直线穿过电容器后进入另一磁感应强度为
的匀强磁场,结果分别打在A.b两点,已知粒子带电量为q,ab之间的间距为
,不计粒子所受重力及相互作用,求:
(1)粒子在匀强磁场中运动的速率。
(2)若打在b点的粒子的质量为,则打在a点的粒子的质量
为多少。
如图所示,两平行金属导轨间的距离L=0.4m,金属导轨所在平面与水平面夹角,在导轨所在的平面内,分布着磁感应强度B=0.5T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场,金属导轨的一端接有电动势E=6V,内阻r=0.5Ω的直流电源,现把一个质量m=0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上,导体棒恰好静止,导体棒与金属导轨垂直且接触良好,导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻
,金属导轨电阻不计,
,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)导体棒受到的安培力大小。
(2)导体棒受到的摩擦力的大小和方向。
如图所示,质量M=的木块A套在水平杆上,并用轻绳将木块与质量m=
的小球相连,今用跟水平方向成
的力F=
N,拉着球带动木块一起向右匀速运动。
(1)运动过程中轻绳与水平方向夹角;
(2)木块与水平杆间的动摩擦因数。
用三根轻绳将质量为m的物块悬在空中,如图所示,已知绳ac和bc与竖直方向的夹角分别为30o和60o,求则ac和bc绳中的拉力大小。