如图甲所示足够长的平行光滑金属导轨ab、cd倾斜放置,两导轨之间的距离为L=0.5m,导轨平面与水平面间的夹角为θ=30°,导轨上端a、c之间连接有一阻值为R1=4Ω的电阻,下端b、d之间接有一阻值为R2=4Ω的小灯泡。有理想边界的匀强磁场垂直于导轨平面向上,虚线ef为磁场的上边界,ij为磁场的下边界,此区域内的感应强度B,随时间t变化的规律如图乙所示,现将一质量为m=0.2kg的金属棒MN,从距离磁场上边界ef的一定距离处,从t=0时刻开始由静止释放,金属棒MN从开始运动到经过磁场的下边界ij的过程中,小灯泡的亮度始终不变。金属棒MN在两轨道间的电阻r=1Ω,其余部分的电阻忽略不计,ef、ij边界均垂直于两导轨。重力加速度g=10m/s2。求:
(1)小灯泡的实际功率;
(2)金属棒MN穿出磁场前的最大速率;
(3)整个过程中小灯泡产生的热量。
A、B两列火车,在同一轨道上同向行驶,A车在前,其速度vA=10m/s,B车在后,速度vB=30m/s,因大雾能见度很低,B车在距A车x0=75m时才发现前方有A车,这时B车立即刹车,但B车要经过180m才能停下来。B车刹车时A仍按原速率行驶,两车是否会相撞?
若B车在刹车的同时发出信号,A车司机经过△t=4s收到信号后加速前进,则A车的加速度至少多大才能避免相撞?
如图所示,倾角为θ的光滑斜面ABC放在水平面上,劲度系数分别为k1、k2的两个轻弹簧沿斜面悬挂着,两弹簧之间有一质量为m1的重物,最下端挂一质量为m2的重物,此时两重物处于平衡状态,现把斜面ABC绕A点缓慢地顺时针旋转90°后,重新达到平衡。试求:m1、m2沿斜面各移动的距离。
如图所示,水平面与斜面由光滑的小圆弧相连,一光滑小球甲从倾角θ=30°的斜面上高h=5cm的A点由静止释放,同时小球乙自C点以速度v0沿水平向右运动,甲释放后经过t=1s在水平面上刚好与乙相碰。已知C点与斜面底端B处的距离L=3.8m,小球乙与水平面的动摩擦因数μ=0.2,求乙的速度v0。(g=10m/s2)
如图所示,一束电子从x轴上的A点以平行于y轴的方向射入第一象限区域,射入的速度为v0,电子质量为m,电荷量为e.为了使电子束通过y轴上的B点,可在第一象限的某区域加一个沿x轴正方向的匀强电场,此电场的电场强度为E,电场区域沿x轴方向为无限长,沿y轴方向的宽度为s,且已知OA=L,OB=2s,求该电场的下边界与B点的距离。
如图所示,平行板电容器MN竖直放置,极板长为L,两板间的距离也等于L。由离子源产生的带正电粒子的比荷q/m=1.0×1010C/Kg,以v0=1.0×106m/s的速度从板间的某处竖直向上进入平行板,在两板之间加一个适当的偏转电压U,可使粒子恰好从N板的边缘处飞出,且粒子的速度大小变为v=2.0×106m/s,不计粒子的重力,求:[ ]偏转电压U多大?[ ]
以N板的边缘为原点,建立图示的坐标系xoy,在y轴右侧有一个圆心位于x轴、半径r=0.01m的圆形磁场区域,磁感应强度B=0.01T,方向垂直纸面向外,有一垂直于x轴的面积足够大的竖直荧光屏PQ置于某处。若圆形磁场可沿x轴移动,圆心O’在x轴上的移动范围为[0.01m,+∞],发现粒子打在荧光屏上方最远点的位置为y=2
cm,求粒子打在荧光屏下方最远点的位置坐标。