如图(甲)所示,、
为平行放置的水平金属轨道,
、
为相同半径,平行放置的竖直半圆形金属轨道,
为切点,P、Q为半圆轨道的最高点,轨道间距
,圆轨道半径
,整个装置左端接有阻值
的定值电阻。M1M2N2N1、M3M4N4N3为等大的长方形区域Ⅰ、Ⅱ,两区域宽度
,两区域之间的距离
;区域Ⅰ内分布着均匀的变化的磁场B1,变化规律如图(乙)所示,规定竖直向上为B1的正方向;区域Ⅱ内分布着匀强磁场B2,方向竖直向上。两磁场间的轨道与导体棒CD间的动摩擦因数为
,
右侧的直轨道及半圆形轨道均光滑。质量
,电阻
的导体棒CD在垂直于棒的水平恒力F拉动下,从
处由静止开始运动,到达
处撤去恒力F,CD棒可匀速地穿过匀强磁场区,并能通过半圆形轨道的最高点PQ处,最后下落在轨道上的位置离
的距离
。若轨道电阻、空气阻力不计,运动过程导棒与轨道接触良好且始终与轨道垂直,g取10 m/s2
求:
(1)水平恒力F的大小;
(2)CD棒在直轨道上运动过程中电阻R上产生的热量Q;
(3)磁感应强度B2的大小。
如图甲所示,平行正对金属板中心线O处有一粒子源,能连续不断发出质量为m、电量为q、速度为v0的带正电的粒子,所有粒子均沿两板中心线射入板间,在紧靠板的上方等腰三角形PQR内有一垂直纸面向里的匀强磁场,三角形的对称轴与两板中心线重合,且∠RPQ=30°.两板间不加电压时粒子进入磁场时轨迹恰好与PR边相切,如图中所示.当在两板间加如图乙所示的周期性变化的电压时,t=0时刻进入板间的粒子恰好能从板边缘进入磁场.已知板长为l,板间距离为2d,PQ长度为6d,不计粒子的重力和粒子间的相互作用.求:
⑴磁感应强度B的大小;
⑵两板间电压U0;
⑶粒子在磁场中运动的最长和最短时间.
某电视娱乐节目装置可简化为如图所示模型.倾角θ=37°的斜面底端与水平传送带平滑接触,传送带BC长L=6m,始终以v0=6m/s的速度顺时针运动.将一个质量m=1kg的物块由距斜面底端高度h1=5.4m的A点静止滑下,物块通过B点时速度的大小不变.物块与斜面、物块与传送带间动摩擦因数分别为μ1=0.5、μ2=0.2,传送带上表面距地面的高度H=5m,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
⑴求物块由A点运动到C点的时间;
⑵若把物块从距斜面底端高度h2=2.4m处静止释放,求物块落地点到C点的水平距离;
⑶求物块距斜面底端高度满足什么条件时,将物块静止释放均落到地面上的同一点D.
如图,POQ是折成60°角的固定于竖直平面内的光滑金属导轨,导轨关于竖直轴线对称,OP=OQ=L.整个装置处在垂直导轨平面向里的足够大的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化规律为B=B0-kt(其中k为大于0的常数).一质量为m、长为L、电阻为R、粗细均匀的导体棒锁定于OP、OQ的中点a、b位置.当磁感应强度变为B0后保持不变,同时将导体棒解除锁定,导体棒向下运动,离开导轨时的速度为v.导体棒与导轨始终保持良好接触,导轨电阻不计,重力加速度为g.求导体棒:
⑴解除锁定前回路中电流的大小及方向;
⑵滑到导轨末端时的加速度大小;
⑶运动过程中产生的焦耳热.
强激光的出现丰富了人们对光电效应的认识.用强激光照射金属时,由于其光子密度极大,一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能,从而形成多光子光电效应.如图所示,用频率为υ的强激光照射光电管阴极K,假设电子在极短时间内吸收两个光子形成光电效应,(已知该金属的逸出功为W0,普朗克常量为h,电子电荷量为e).求:
①光电子的最大初动能;
②当光电管两极间反向电压增加到多大时,光电流恰好为零.
如图,一玻璃水槽,水深h=1.2m,身高H=1.8m的人紧靠水槽站立.太阳光以与水平方向成θ=37°角射在水面上,测得人在水中底部的影长L=1.7m.(c=3×108m/s、sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
①水的折射率;
②光在水中的传播速度.