如图所示,在同一水平面上的两根导轨相互平行,并处在竖直向上的匀强磁场中,磁感强度大小为1.2T。一根质量为3.6 kg,有效长度为2 m的金属棒放在导轨上.当金属棒中的电流为5 A时,金属棒做匀速直线运动;当金属棒中的电流增加到8 A时,求金属棒的加速度的大小和方向。
如图,小球a、b用等长细线悬挂于同一固定点O。让球a静止下垂,将球b向右拉起,使细线水平。从静止释放球b,两球碰后粘在一起向左摆动,此后细线与竖直方向之间的最大偏角为60°。忽略空气阻力,求
(i)两球a、b的质量之比;
(ii)两球在碰撞过程中损失的机械能与球b在碰前的最大动能之比。
图示为一光导纤维(可简化为一长玻璃丝)的示意图,玻璃丝长为L,折射率为n,AB代表端面。已知光在真空中的传播速度为c。
(i)为使光线能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面,求光线在端面AB上的入射角应满足的条件;
(ii)求光线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面所需的最长时间。
如图,一带有活塞的气缸通过底部的水平细管与一个上端开口的竖直管相连,气缸与竖直管的横截面面积之比为3:1,初始时,该装置的底部盛有水银;活塞与水银面之间有一定量的气体,气柱高度为l(以cm为单位);竖直管内的水银面比气缸内的水银面高出3l/8。现使活塞缓慢向上移动11l/32,这时气缸和竖直管内的水银面位于同一水平面上,求初始时气缸内气体的压强(以cmHg为单位)
山谷中有三块大石头和一根不可伸长的青藤,其示意图如下。图中A、B、C、D均为石头的边缘点,O为青藤的固定点,h1=1.8m,h2=4.0m,x1=4.8m,x2=8.0m。开始时,质量分别为M=10kg和m=2kg的大小两只金丝猴分别位于左边和中间的石头上,当大猴发现小猴将受到伤害时,迅速从左边石头A点起水平跳到中间石头,大猴抱起小猴跑到C点,抓住青藤的下端荡到右边石头的D点,此时速度恰好为零。运动过程中猴子均看成质点,空气阻力不计,重力加速度g=10m/s2,求:
(1)大猴子水平跳离的速度最小值
(2)猴子抓住青藤荡起时的速度大小
(3)荡起时,青藤对猴子的拉力大小
如图所示,在一个圆形区域内,两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径A2A4为边界的两个半圆形区域Ⅰ、Ⅱ中,A2A4与A1A3的夹角为60°.一质量为m、带电量为+q的粒子以某一速度从Ⅰ区的边缘点A1处沿与A1A3成30°角的方向射入磁场,随后该粒子以垂直于A2A4的方向经过圆心O进入Ⅱ区,最后再从A4处射出磁场.已知该粒子从射入到射出磁场所用的时间为t,求:
(1)画出粒子在磁场Ⅰ和Ⅱ中的运动轨迹;
(2)粒子在磁场Ⅰ和Ⅱ中的轨道半径R1和R2比值;
(3)Ⅰ区和Ⅱ区中磁感应强度的大小(忽略粒子重力).