如图(a)所示,一端封闭的两条足够长平行光滑导轨固定在水平面上,相距L,其中宽为L的abdc区域无磁场,cd右段区域存在匀强磁场,磁感应强度为B0,磁场方向垂直于水平面向上;ab左段区域存在宽为L的均匀分布但随时间线性变化的磁场B,如图(b)所示,磁场方向垂直水平面向下。一质量为m的金属棒ab,在t=0的时刻从边界ab开始以某速度向右匀速运动,经时间运动到cd处。设金属棒在回路中的电阻为R,导轨电阻不计。
(1)求金属棒从边界ab运动到cd的过程中回路中感应电流产生的焦耳热量Q;
(2)经分析可知金属棒刚进入cd右段的磁场时做减速运动,求金属棒在该区域克服安培力做的功W。
小球在半径为R的光滑半球内做水平面内的匀速圆周运动,试分析图中的θ(小球与半球球心连线跟竖直方向的夹角)与线速度v、周期T的关系。(小球的半径远小于R。)
固定光滑细杆与地面成一定倾角,在杆上套有一个光滑小环,小环在沿杆方向的推力
作用下向上运动,推力
与小环速度
随时间变化规律如图所示,取重力加速度
.求:
(1)小环的质量
;
(2)细杆与地面间的倾角 .
如图所示,木槽A质量为,置于水平桌面上,木槽上底面光滑,下底面与桌面间的动摩擦因数为
,槽内放有两个滑块B和C(两滑块都看作质点),B、C的质量分别
,现用这两个滑块将很短的轻质弹簧压紧(两滑块与弹簧均不连接,弹簧长度忽略不计),此时B到木槽左端、C到木槽右端的距离均为L,弹簧的弹性势能为
。现同时释放B、C两滑块,并假定滑块与木槽的竖直内壁碰撞后不再分离,且碰撞时间极短,求:
(1)B、C与弹簧分离后,B、C的速度
(2)滑块B与槽壁第一次碰撞后的共同速度v1和滑块C与槽壁第二次碰撞后的共同速度v2;
(3)整个运动过程中,木槽与桌面因摩擦产生的热量Q
在光滑水平面上有一质量m=1.0×10kg、电量q=1.0×10
C的带正电小球,静止在O点。以O点为原点,在该水平面内建立直角坐标系Oxy。现突然加一沿X轴正方向、场强大小E=2.0×106V/m的匀强电场,使小球开始运动。经过1.0s,所加电场突然变为沿y轴正方向,场强大小仍为E=2.0×106V/m的匀强电场。再经过1.0s,所加电场又突然变为另一个匀强电场,使小球在此电场作用下经1.0s速度变为零。求此电场的方向及速度变为零时小球的位置。
图中虚线MN是一垂直纸面的平面与纸面的交线,在平面右侧的半空间存在一磁感强度为B的匀强磁场,方向垂直纸面向外。O是MN上的一点,从O点可以向磁场区域发射电量为+q、质量为m、速率为v的粒子,粒子射入磁场时的速度可在纸面内各个方向。已知先后射入的两个粒子恰好在磁场中给定的P点相遇,P到O的距离为L。不计重力及粒子间的相互作用。
(1)求所考察的粒子在磁场中的轨道半径。
(2)求这两个粒子从O点射入磁场的时间间隔。