如图所示(俯视),MN和PQ是两根固定在同一水平面上的足够长且电阻不计的平行金属导轨.两导轨间距为L=0.2m,其间有一个方向垂直水平面竖直向下的匀强磁场B1=5.0T。导轨上NQ之间接一电阻R1=0.40,阻值为R2=0.10
的金属杆垂直导轨放置并与导轨始终保持良好接触。两导轨右端通过金属导线分别与电容器C的两极相连。电容器C紧靠着带小孔a(只能容一个粒子通过)的固定绝缘弹性圆筒。圆筒内壁光滑,筒内有垂直水平面竖直向下的匀强磁场B2,O是圆筒的圆心,圆筒的内半径为r=0.40m。
(1)用一个大小恒为10N,平行于MN水平向左的外力F拉金属杆,使杆从静止开始向左运动求:当金属杆最终匀速运动时杆的速度大小;
(2)当金属杆处于(1)问中的匀速运动状态时,电容器C内紧靠极板且正对a孔的D处有一个带正电的粒子从静止开始经电容器C加速后从a孔垂直磁场B2并正对着圆心O进入筒中,该带电粒子与圆筒壁碰撞四次后恰好又从小孔a射出圆筒。已知粒子的比荷q/m=5×107(C/kg),该带电粒子每次与筒壁发生碰撞时电量和能量都不损失,不计粒子重力和空气阻力,则磁感应强度B2多大(结果允许含有三角函数式)。
质量分别为 m1 和 m2 的两个小物块用轻绳连结,绳跨过位于倾角a=30°的粗糙斜面体顶端的轻滑轮,斜面体固定在水平桌面上,如图所示。已知滑轮与转轴之间的摩擦不计,m1、m2与斜面体之间的动摩擦因数为,且
。第一次,m1悬空(未与斜面体接触),m2放在斜面上,m2自斜面底端由静止开始运动至斜面顶端所用的时间为
;第二次,将m1和m2位置互换,使 m2 悬空,m1放在斜面上,则 m1 自斜面底端由静止开始运动至斜面顶端所需的时间为
。求
?
2008年9月28日傍晚我国自行研制的神舟七号载人飞船经历68个多小时的太空飞行,在预定轨道绕地球飞行45圈后成功返回。设 “神舟”七号载人飞船在圆轨道上绕地球运行n圈所用的时间为t,若地球表面的重力加速度为g,地球半径为R,求:
(1)飞船的圆轨道离地面的高度;
(2)飞船在圆轨道上运行的速率。
水平路面上质量为30kg的手推车,在受到60N的水平推力时做加速度为1.5m/s2的匀加速直线运动,求:
(1)手推车受到的摩擦力大小;
(2)若撤去推力,车的加速度大小。
如图所示,在坐标系坐标原点O处有一点状的放射源,它向
平面内的
轴上方各个方向发射
粒子,
粒子的速度大小均为
,在
的区域内分布有指向
轴正方向的匀强电场,场强大小为
,其中
与
分别为
粒子的电量和质量;在
的区域内分布有垂直于
平面向里的匀强磁场,
为电场和磁场的边界.
为一块很大的平面感光板垂直于
平面且平行于
轴,放置于
处,如图所示.观察发现此时恰好无粒子打到
板上.(不考虑
粒子的重力及粒子间的相互作用),求:
(1)粒子通过电场和磁场边界
时的速度大小及距y轴的最大距离;
(2)磁感应强度的大小;
(3)将板至少向下平移多大距离才能使所有的粒子均能打到板上?此时ab板上被
粒子打中的区域的长度.
如图所示,水平放置足够长的电阻不计的粗糙平行金属导轨、
相距为
,三根质量均为
的导体棒
、
、
相距一定距离垂直放在导轨上且与导轨间动摩擦因数均为
,导体棒
、
的电阻均为
,导体棒
的电阻为
。有磁感应强度为
的范围足够大的匀强磁场垂直于导轨平面方向向上。现用一平行于导轨水平向右的足够大的拉力F作用在导体棒
上,使之由静止开始向右做加速运动,导体棒始终与导轨垂直且接触良好,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,忽略导体棒间的相互作用,求:
(1)当导体棒刚开始运动时,导体棒
的速度大小;
(2)当导体棒刚开始运动时撤去拉力F,撤力后电路中产生焦耳热为
,撤去拉力F后导体棒
在导轨上滑行的距离