如图所示,一根长为L=1.5m的绝缘细直杆MN,竖直固定在场强为E=1.0×105N/C、与水平方向成θ=37°角的倾斜向上的匀强电场中.杆的下端M固定一个带电小球A,电荷量Q= +4.5×10-6C;另一带电小来自球B穿在杆上可自由滑动,电荷量q= +1.0×10-6C,质量m=1.0×10-2kg,与杆之间的动摩擦因数μ=0.1.现将小球B从杆的上端N静止释放,小球B开始运动.(静电力常量k=9.0×109N·m2/C2.取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)小球B开始运动时的加速度为多大?
(2)小球B的速度最大时,距M端的高度h为多大?
(3)若小球B在下落过程的最大速度为0.77m/s,则从开始下落到速度达到最大的过程中,小球B的电势能改变了多少?
如图甲所示,建立Oxy坐标系,两平行极板P、Q垂直于y轴且关于x轴对称,极板长度和板间距均为l,第一四象限有磁场,方向垂直于Oxy平面向里。位于极板左侧的粒子源沿x轴向右连接发射质量为m、电量为+q、速度相同、重力不计的带电粒子。在0~3t0时间内两板间加上如图乙所示的电压(不考虑极板边缘的影响)。已知t = 0时刻进入两板间的带电粒子恰好在t0时刻经极板边缘射入磁场。上述m、q、l、t0、B为已知量。(不考虑粒子间相互影响及返回板间的情况)求:
(1)两板间的电压U0
(2)0~3t0时间内射入两板间的带电粒子在磁场中运动的最长时间t1和最短时间t2
(3)1/2t0时刻射入两板间的带电粒子进入磁场和离开磁场时的位置坐标
如图所示,足够长的水平导体框架的宽度L=0.5 m,电阻忽略不计,定值电阻R=2Ω。磁感应强度B=0.8 T的匀强磁场方向垂直于导体框平面,一根质量为m=0.2 kg、有效电阻r=2Ω的导体棒MN垂直跨放在框架上,该导体棒与框架间的动摩擦因数μ=0.5,导体棒在水平恒力F=1.2N的作用下由静止开始沿框架运动,求:(1)导体棒在运动过程中的最大速度V为多少?(2)若导体棒从开始运动到刚开始匀速运动这一过程中滑行的位移为20米,求此过程中回路电阻产生的焦耳热Q以及流过电阻R的电量q各为多少?(g取10 m/s2)
如左图所示,在真空中足够大的绝缘水平地面上,一个质量为m=0.2kg,带电量为的小物块处于静止状态,小物块与地面间的动摩擦因数
。从t=0时刻开始,空间加上一个如右图所示的场强大小和方向呈周期性变化的电场,(取水平向右为正方向,
取10m/s2。)
求:(1)15秒末小物块的速度大小(2)15秒内小物块的位移大小
如图所示,水平光滑地面上停放着一辆如图所示的小车,左侧靠在竖直墙壁上,小车的四分之一圆弧轨道是光滑的,水平部分是粗糙的。BC的长度是圆弧半径的10倍,小物块从A点正上方距水平轨道BC的竖直高度为圆弧半径的4倍处由静止开始下落,恰好滑入圆弧轨道,且刚好没有滑出末端C点。已知小车的质量是物块的3倍,不考虑空气阻力和物块落入圆弧轨道时的能量损失。求:
⑴物块到达圆弧轨道最低点B时对轨道的压力是物块重力的几倍?
⑵物块与水平轨道BC间的动摩擦因数μ?
如图所示,在xoy坐标平面的第一象限内有一沿y轴正方向的匀强电场,在第四象限内有一垂直于平面向里的匀强磁场,现有一质量为m、电量为+q的粒子(重力不计)从坐标原点O射入磁场,其入射方向与y的方向成45°角。当粒子运动到电场中坐标为(3L,L)的P点处时速度大小为v0,方向与x轴正方向相同。求:
(1)粒子从O点射入磁场时的速度v;
(2)匀强电场的场强E0和匀强磁场的磁感应强度B0.
(3)粒子从O点运动到P点所用的时间。