(12分)如图所示,在直角坐标系的第二象限和第四象限中的直角三角形区域内,分布着磁感应强度均为B=5.0×10-3T的匀强磁场,方向分别垂直纸面向外和向里。一质量m=6.4×10-27kg、电荷量q=+3.2×10-19C的带电粒子(带电粒子重力不计),由静止开始经加速电压U=1250V的电场(图中未画出)加速后,从坐标点M(-4,)m处平行于x轴向右运动,并先后通过两个匀强磁场区域。
(1)求带电粒子在磁场中的运动半径;(结果保留根号)
(2)在图中画出从直线x=-4m到直线x=4m之间带电粒子的运动轨迹;
(3)求出带电粒子在两个磁场区域偏转所用的时间。
如图所示,在匀速转动的水平圆盘上,沿半径方向放置两个用细线相连的质量均为m的小物体A、B(均可看作质点),它们到转轴的距离分别为rA="20" cm,rB="30" cm,A、B与盘面间最大静摩擦力均为重力的0.4倍,试求:
(1)当细线上开始出现张力时,圆盘的角速度;
(2)当A开始滑动时,圆盘的角速度。(g取10 m/s2)
一颗在赤道上空运行的人造地球卫星,其轨道半径为r=2R(R为地球半径),卫星的运动方向与地球的自转方向相同,已知地球的自转周期为T,地球表面的重力加速度为g.
(1)求人造卫星绕地球运转的周期
(2)若某时刻卫星通过赤道上某建筑物的正上方,求它至少绕过多长时间再次通过该建筑物的正上方.
如图所示,在半径为R的半球形碗的光滑内表面内,一质量为m的小球以角速度ω在水平面上做匀速圆周运动.求该水平面距碗底的距离h。
在水平路上骑摩托车的人,遇到一个壕沟,宽5m,高度差为0.8m,如图所示,摩托车的速度至少要有多大,才能越过这个壕沟?(g取10m/s2)
如图所示,两电阻不计的足够长光滑平行金属导轨与水平面夹角θ,导轨间距,所在平面的正方形区域abcd内存在有界匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直斜面向上。将甲乙两电阻阻值相同、质量均为m的相同金属杆如图放置在导轨上,甲金属杆处在磁场的上边界,甲乙相距
.静止释放两金属杆的同时,在甲金属杆上施加一个沿着导轨的外力F,使甲金属杆在运动过程中始终做沿导轨向下的匀加速直线运动,加速度大小
.
(1)乙金属杆刚进入磁场时,发现乙金属杆作匀速运动,则甲乙的电阻R各为多少?
(2))以刚释放时t =0,写出从开始到甲金属杆离开磁场,外力F随时间t的变化关系,并说明F的方向。
(3)乙金属杆在磁场中运动时,乙金属杆中的电功率多少?
(4)若从开始释放到乙金属杆离开磁场,乙金属杆中共产生热量Q,试求此过程中外力F对甲做的功。