如图所示,在第一、二象限存在场强均为E的匀强电场,其中第一象限的匀强电场的方向沿x轴正方向,第二象限的电场方向沿x轴负方向。在第三、四象限矩形区域ABCD内存在垂直于纸面向外的匀强磁场,矩形区域的AB边与x轴重合。M点是第一象限中无限靠近y轴的一点,在M点有一质量为m、电荷量为e的质子,以初速度v0沿y轴负方向开始运动,恰好从N点进入磁场,若OM=2ON,不计质子的重力,试求:
(1)N点横坐标d;
(2)若质子经过磁场最后能无限靠近M点,则矩形区域的最小面积是多少;
(3)在(2)的前提下,该质子由M点出发返回到无限靠近M点所需的时间。
如图所示,在半径为R,圆心在(0,0)的圆形磁场区域内,加有方向垂直纸面向外、磁感强度为B的匀强磁场。一个质量为m、带电量为+q的带电粒子(不计重力),以某一速度从O点沿y轴的正方向进入磁场,从图中的A点射出。出射的方向与圆在A点的切线方向夹角为600。 如果再在x>R的BC区域加一宽度为2R的方向竖直向下的匀强电场,让在A点射出的带电粒子经电场后,能恰好击中x轴上的点C(坐标为(0,3R))。求:
(1)带电粒子的初速度大小
(2)所加电场E的大小
如图所示,有一条沿顺时针方向匀速传送的传送带,恒定速度v=4 m/s,传送带与水平面的夹角θ=37°,现将质量m=1kg的小物块轻放在其底端(小物块可视作质点),与此同时,给小物块沿传送带方向向上的恒力F=8N,经过一段时间,小物块上到了离地面高为=2.4 m的平台上。已知物块与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5,(g取10 m/s2, sin37°=0.6,cos37°=0.8).问:
(1)物块从传送带底端运动到平台上所用的时间?
(2)若在物块与传送带达到相同速度时,立即撤去恒力F,计算小物块还需经过多少时间离开传送带以及离开时的速度?
如图所示,有一内表面光滑的金属盒,底面长为L=1.2m,质量为m1=1kg,放在水平面上,与水平面间的动摩擦因数为μ=0.2,在盒内最右端放一半径为r=0.1m的光滑金属球,质量为m2=1kg,现在盒的左端,给盒一个初速度v=3m/s(盒壁厚度,球与盒发生碰撞的时间和能量损失均忽略不计,g取10m/s2)求:金属盒从开始运动到最后静止所经历的时间?
某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛,比赛路径如图所示。可视为质点的赛车从起点A出发,沿水平直线轨道运动L后,由B点进入半径为R的光滑竖直半圆轨道,并通过半圆轨道的最高点C,才算完成比赛。B是半圆轨道的最低点,水平直线轨道和半圆轨道相切于B点。已知赛车质量m=0.5kg,通电后以额定功率P=2W工作,进入竖直圆轨道前受到的阻力恒为Ff=0.4N,随后在运动中受到的阻力均可不计,L=10.00m,R=0.32m,(g取10m/s2)。求:
(1)要使赛车完成比赛,赛车在半圆轨道的B点对轨道的压力至少多大;
(2)要使赛车完成比赛,电动机至少工作多长时间;
(3)若电动机工作时间为 t0=5s,当R为多少时赛车既能完成比赛且飞出的水平距离又最大,水平距离最大是多少。
水利发电具有防洪、防旱、减少污染多项功能,是功在当代,利在千秋的大事,现在水力发电已经成为我国的重要能源之一。某河流水流量为40m3/s,现在欲在此河段上筑坝安装一台发电功率为1000kW的发电机发电,采用高压输电,高压输电线的总电阻为5Ω,损耗总功率的5%。求:
(1)设发电机输出电压为500V,则所用理想升压变压器原副线圈匝数比应是多大;
(2)若所用发电机总效率为50%,则拦河坝要建多高。(水的密度ρ=1.0×103kg/m3,重力加速度g取10m/s2)