如图所示,两足够长的光滑金属导轨竖直放置,相距为L,一理想电流表与两导轨相连,匀强磁场与导轨平面垂直。一质量为m.有效电阻为R的导体棒在距磁场上边界h处静止释放。导体棒进入磁场后,流经电流表的电流逐渐减小,最终稳定为I。整个运动过程中,导体棒与导轨接触良好,且始终保持水平,不计导轨的电阻。求:
(1)磁感应强度的大小B;
(2)电流稳定后,导体棒运动速度的大小;
(3)流经电流表电流的最大值。
如图所示,在图中第1象限范围内有垂直xy平面的匀强磁场,磁感应强度为B,质量为m、电量为q的正离子从O点沿xy平面射入磁场中,速度为v0,方向与x轴夹角θ=60°,不计粒子重力。求:
(1)该粒子在磁场中运动的时间是多少?
(2)粒子离开磁场时速度方向偏离原方向的角度是多大?
(3)粒子离开磁场时与原点O之间的距离多大?
质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具.它的构造原理如图所示,离子源S产生电荷量为q的某种正离子,离子产生时的速度很小,可以看作是静止的,离子经过电压U加速后形成离子流,然后垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场,沿着半圆周运动而到达记录它的照相底片P上。实验测得,它在P上的位置到入口处S1的距离为a,离子流的电流为I。
(1)在时间t内到达照相底片P上的离子的数目为多少?
(2)这种离子的质量为多少?
如图所示,一根长L=0.2m的金属棒放在倾角为θ=370的光滑斜面上,并通以I=5A电流,方向如图所示,整个装置放在磁感应强度为B=0.6T,垂直斜面向上的匀强磁场中,金属棒恰能静止在斜面上,则该棒的重力为多少?
如图所示,质量为4kg的小球用轻质细绳拴着吊在行驶的汽车后壁上。细绳的延长线通过小球的球心O,且与竖直方向的夹角为θ=37º。g取10 m/s2,已知sin37º=0.6,cos37º=0.8,求:
(1)汽车匀速运动时,细线对小球的拉力和车后壁对小球的压力;
(2)若要始终保持θ=37º,则汽车刹车时的加速度最大不能超过多少。
(10分)质量为m=2kg的木块,静止放在水平面上,它与水平面之间的动摩擦因数μ=0.5,现对木块施F=20N的作用力,如图所示。木块运动4s后撤去力F,直到木块停止(g=10m/s2)。求:
(1)有力F作用时木块的加速度为多大?
(2)撤去力F作用时,木块的速度为多大?
(3)撤去力F到木块停止运动过程中,木块的加速度为多大?
(4)木块在水平面上运动的总位移为多少?