(10分)从粒子源射出的带电粒子的质量为m、电荷量为q,它以速度v0经过电势差为U的带窄缝的平行板电极S1和S2间的电场,并从O点沿Ox方向进入磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的有界匀强磁场,Ox垂直平行板电极S2,当粒子从P点离开磁场时,其速度方向与Ox方向的夹角θ=60°,如图8-2-20所示,整个装置处于真空中.
(1)求粒子在磁场中沿圆弧运动的轨道半径R;
(2)求粒子在磁场中运动所用的时间t.
如图所示,一架装载救援物资的飞机,在距水平地面h=500m的高处以v=100m/s的水平速度飞行。地面上A、B两点间的距离x=100m,飞机在离A点的水平距离x0=950m时投放救援物资,不计空气阻力,g取10m/s2.
(1)求救援物资从离开飞机到落至地面所经历的时间。
(2)通过计算说明,救援物资能否落在AB区域内。
如右图所示,倾角为30°的斜面体固定在地面上,光滑斜面上放一辆小车.一根弹性杆的一端固定在小车上,另一端固定一个重为2 N的小球.问:
(1)当由于外力作用使小车静止在斜面上时,杆对小球的弹力怎样?
(2)当小车由静止沿斜面下滑时,杆对小球的弹力又怎样?
重500 N的物体放在水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数为0.3.当用180 N的水平力推物体时,物体所受的摩擦力大小为多少?当用100 N的水平力推物体时,物体所受的摩擦力大小为多少?
如图所示是一种自行车上照明用的车头灯发电机的结构示意图,转动轴的一端装有一对随轴转动的磁极,另一端装有摩擦小轮.电枢线圈绕在固定的U形铁芯上,自行车车轮转动时,通过摩擦小轮带动磁极转动,使线圈中产生正弦交变电流,给车头灯供电.
已知自行车车轮半径r=35 cm,摩擦小轮半径r0=1.00 cm.线圈有n=800匝,线圈框横截面积S=20 cm2,总电阻R1=40 Ω.旋转磁极的磁感应强度B=0.010 T,车头灯电阻R2=10 Ω.当车轮转动的角速度ω=8 rad/s时.求:
(1)发电机磁极转动的角速度.
(2)车头灯中电流的有效值.
如图所示,在匀强磁场中有一个“π”形导线框可绕AB轴转动,已知匀强磁场的磁感应强度B=
T,线框的CD边长为20 cm,CE、DF长均为10 cm,转速为50 r/s.若从图示位置开始计时:
(1)写出线框中感应电动势的瞬时值表达式;
(2)在e-t坐标系中作出线框中感应电动势随时间变化关系的图像.