分如图所示,质量m的小物体,从光滑曲面上高度H处释放,到达底端时水平进入轴心距离L的水平传送带,传送带可由一电机驱使顺时针转动。已知物体与传送带间的动摩擦因数为μ。求:
⑴求物体到达曲面底端时的速度大小v0?
⑵若电机不开启,传送带不动,物体能够从传送带右端滑出,则物体滑离传送带右端的速度大小v1为多少?
⑶若开启电机,传送带以速率v2(v2>v0)顺时针转动,且已知物体到达传送带右端前速度已达到v2,则传送一个物体电动机对传送带多做的功为多少?
一质量为1.0kg的物体从距地面180m的高处由静止开始下落,重力加速度g=10m/s2,忽略物体受到的空气阻力影响。求:
① 物体落到地面时的速度大小;
② 物体在空中运动的时间;
③ 物体下落的前3s内重力对物体做的功。
(12分)有一个正方体形的匀强磁场和匀强电场区域,它的截面为边长L=0.20m的正方形,其电场强度为,磁感应强度
,磁场方向水平且垂直纸面向里,当一束质荷比为
的正离子流(其重力和离子间相互作用不计)以一定的速度从电磁场的正方体区域的左侧边界中点射入,如图所示。(计算结果保留两位有效数字)
(1)要使离子流穿过电场和磁场区域而不发生偏转,电场强度的方向如何?离子流的速度多大?
(2)在上一问的情况下,在离电场和磁场区域右边界D=0.40m处有与边界平行的平直荧光屏。若只撤去电场,离子流击中屏上a点;若只撤去磁场,离子流击中屏上b点。求ab间距离。(a,b两点图中未画出)
(12分)如图所示,足够长的光滑导轨ab、cd固定在竖直平面内,导轨间距为l,b、c两点间接一阻值为R的电阻。ef是一水平放置的导体杆,其质量为m、有效电阻值为R,杆与ab、cd保持良好接触。整个装置放在磁感应强度大小为B的匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直。现用一竖直向上的力拉导体杆,使导体杆从静止开始做加速度为的匀加速运动,g为重力加速度,不计导轨电阻及感应电流间的相互作用。求:
⑴导体杆上升h高度的过程中通过电阻的电量;
⑵设导体杆从=0时刻由静止开始运动,试推导出导体杆所受拉力
随时间变化的关系式。
(10分)如图所示,质量为m的单匝正方形线圈,其边长为L,在距底边2L的匀强磁场上方由静止开始自由下落,设线圈下落过程中线框平面始终位于纸面内且底边保持水平,当线框的底边刚进入磁场区域时,恰能在匀强磁场中做匀速运动。若磁场的磁感应强度为B,求:
(1)线圈的电阻多大?
(2)线圈进入磁场的过程中单位时间内有多少机械能转化为电能?
水平直线MN上方有垂直纸面向外的足够大的有界匀强磁场区域,磁感应强度为B,正、负电子同时从MN边界O点以与MN成300角的相同速度v射入该磁场区域(电子质量为m,电量为e) 经一段时间后从边界MN射出。求:
(1)它们从磁场中射出时,出射点间的距离;(画出电子运动的轨迹图)
(2)它们从磁场中射出的时间差。