如图,竖直平面坐标系xOy的第一象限,有垂直xOy面向外的水平匀强磁场和竖直向上的匀强电场,大小分别为B和E;第四象限有垂直xOy面向里的水平匀强电场,大小也为E;第三象限内有一绝缘光滑竖直放置的半径为R的半圆轨道,轨道最高点与坐标原点O相切,最低点与绝缘光滑水平面相切于N。一质量为m的带电小球从y轴上(y>0)的P点沿x轴正方向进入第一象限后做圆周运动,恰好通过坐标原点O,且水平切入半圆轨道并沿轨道内侧运动,过N点水平进入第四象限,并在电场中运动(已知重力加速度为g)。
(1)判断小球的带电性质并求出其所带电荷量;
(2)P点距坐标原点O至少多高;
(3)若该小球以满足(2)中OP最小值的位置和对应速度进入第一象限,通过N点开始计时,经时间小球距坐标原点O的距离s为多远?
图示是一透明的圆柱体的横截面,其半径R="20" cm,折射率为,AB是一条直径,今有一束平行单色光沿AB方向射向圆柱体,试求:
(1)光在圆柱体中的传播速度;(光速)
(2)距离直线AB多远的入射光线,折射后恰经过B点。
如图所示,水平面上有两根相距0.5 m的足够长的平行金属导轨MN和PQ,它们的电阻可忽咯不计,在M和P之间接有阻值为R的定值电阻,导体棒长L=0.5m,其电阻为r,与导轨接触良好。整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.4 T。现使
以
的速度向右做匀速运动。求:
(1)中的感应电动势多大?
(2)ab中电流的方向如何?
(3)若定值电阻R=3.0Ω,导体棒的电阻r=1.0Ω,则电路中的电流多大?
右端连有光滑弧形槽的水平桌面AB长L="1.5" m,如图。使一个质量为m=0.5kg的木块在F="1.5" N的水平拉力作用下,从桌面上A端由静止开始向右运动,木块到达B端时撤去拉力F,木块与水平桌面间动摩擦因数=0.2,取g= l0m/s2。求:
(1)木块沿弧形槽上升的最大高度?
(2)木块沿弧形槽滑回B端后,在木板上滑动的最大距离?
继神秘的火星之后,近几年土星也成了世界关注的焦点。经过近7年、2亿千米在太空中风尘仆仆的穿行后,美航天局和欧航天局合作研究出“卡西尼”号土星探测器抵达预定轨道,开始“拜访”土星及其卫星家族。这是人类首次针对土星及其31颗已知卫星最详尽的探测。若“卡西尼”号土星探测器进入土星飞行的孰道,在半径为R的土星上空离土星表面高h的圆形轨道上绕土星飞行,环绕n周飞行时间为t,求:
(1)“卡西尼”号土星探测器绕土星飞行的周期。
(2)土星的质量。
如图所示,固定在竖直面内的光滑半圆形轨道与粗糙水平轨道在口点平滑连接,轨道半径R=0.5m,一质量m=0.2kg的小物块(可视为质点)放在水平轨道上的A点,A与B相距L=10m,物块与水平轨道间的动摩擦因数=0.1。现用一水平恒力F向右推物块,已知F=3N,当物块运动到C点时撤去该力,设C点到A点的距离为x。在圆轨道的最高点D处安装一压力传感器,当物块运动到D点时传感器就会显示相应的读数FN,压力传感器所能承受的最大压力为90N,g取10m/s2。
(1)要使物块能够安全通过圆轨道的最高点D,求x的范围;(2)在满足(1)问的情况下,在坐标系中作出压力传感器的读数FN与x的关系图象。