(14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F拉导体杆,使导体杆从静止开始做加速度为的匀加速直线运动,在上升高度为h的过程中,拉力做功为W,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:
(1)导体杆上升到h时所受拉力F的大小;
(2)导体杆上升到h过程中通过杆的电量;
(3)导体杆上升到h过程中bc间电阻R产生的焦耳热.
如图所示,固定于同一条竖直线上的A、B是两个带等量异种电荷的点电荷,电荷量分别为+Q和-Q,A、B相距为2d.MN是竖直放置的光滑绝缘细杆,另有一个穿过细杆的带电小球p,其质量为m、电荷量为+q(可视为点电荷,不影响电场的分布.),现将小球p从与点电荷A等高的C处由静止开始释放,小球p向下运动到距C点距离为d的O点时速度为v,已知MN与AB之间的距离为d,静电力常量为k,重力加速度为g.求:
(1)C、O间的电势差UCO;
(2)小球p在O点时的加速度;
(3)小球p经过与点电荷B等高的D点时的速度大小.
如图所示,绝缘水平面上静止着两个质量均为m、电量均为+Q的物体A和B(A、B均可视为质点),它们间的距离为r,与水平面间的动摩擦因数均为μ.求:
(1)A受到的摩擦力.
(2)如果将A的电量增至+4Q,则两物体将开始运动,当它们的加速度第一次为零时,A、B各运动了多远的距离?
如图,平行板间电压为U,板间距离为d,板长为L1,一带电粒子质量为m,电荷量为q,以初速度v0垂直于场强方向射入电场中,离开电场后沿直线打在荧光屏上,荧光屏到平行板右端的距离为L2,不计粒子重力。求:
(1)粒子在电场中运动的时间t1;
(2)板间场强E和粒子在电场中运动的加速度a;
(3)粒子在电场中偏转分位移y;
(4)粒子离开电场后经多长时间t2打到荧光屏上?
如图1所示,质量m=1.0kg的物块,在水平向右、大小F = 5.0N的恒力作用下,沿足够长的粗糙水平面由静止开始运动。在运动过程中,空气对物块的阻力沿水平方向向左,其大小f空=kv,k为比例系数,f空随时间t变化的关系如图2所示。g取10m/s2。
(1)求物块与水平面间的动摩擦因数μ;
(2)估算物块运动的最大速度vm;
(3)估算比例系数k。
现有甲、乙两个小球(可视为质点),它们之间存在大小恒定的引力F。已知甲球质量为3m,乙球质量为m。A、B为光滑水平面上的两点,距离为L。某时刻甲球以向左的速度v0经过A点,同时乙球以向右的速度v0经过B点,求:
(1)甲球加速度的大小;
(2)当两球相距最远时,甲球速度的大小;
(3)甲、乙两球的最大距离。