如图所示,光滑导轨abc与fed相距l=0.1m,其中ab、fe段是倾角θ=60°的直轨道,bc、ed段是半径r=0.6m的圆弧轨道且与ab、fe相切,轨道末端c、d点切线与一放置在光滑水平地面上、质量M=2kg的木板上表面平滑连接。在abef间有垂直于轨道平面向下、的匀强磁场,定值电阻R=1Ω。把质量为m=1kg、电阻不计的金属杆从距b、e高h=1m的导轨上静止释放,杆在直轨道上先加速后匀速下滑。如果杆与木板间摩擦因数μ=0.2,取g=10m/s2,求:
(1)杆运动到cd时对轨道的压力F大小及杆由静止下滑到cd的过程中R上产生的焦耳热Q;
(2)要使杆不从木板上掉下的木板最小长度s。
如图所示、
相互垂直,
将空间分成两个区域,
.区域Ⅰ中有垂直于纸面向外的匀强磁场,区域Ⅱ中有平行于
,大小为
的匀强电场和另一未知匀强磁场(方向垂直纸面,图中未画出).一束质量为
、电量为
的粒子以不同的速率(速率范围0~
)自
点垂直于
射入区域Ⅰ.其中以最大速率
射入的粒子恰能垂直于
进入区域Ⅱ.已知
间距为
,不计粒子重力以及粒子间的相互作用.试求:
(1)区域Ⅰ中匀强磁场的磁感应强度大小;
(2)为使速率为的粒子进入区域Ⅱ后能沿直线运动,则区域Ⅱ的磁场大小和方向;
(3)分界线上,有粒子通过的区域的长度.
如图甲所示,一个电阻值为,匝数为
的圆形金属线圈与
的电阻连结成闭合回路.线圈的半径为
.在线圈中半径为
的圆形区域存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度
随时间
变化的关系图线如图乙所示.图线与横、纵轴的截距分别为
和
.导线的电阻不计.求0至
时间内:
(1)通过电阻上的电流大小和方向;(2)通过电阻
上的电量
及电阻
上产生的热量.
如图所示,某种自动洗衣机进水时,洗衣机缸内水位升高,与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气(可视为理想气体),通过压力传感器可感知管中的空气压力,从而控制进水量.若进水前细管内空气的体积为,压强为
,当洗衣缸内水位缓慢升高(假设细管内空气温度不变),被封闭空气的压强变为
时(
>1).求:细管内进水的体积.
如图所示,BCDG是光滑绝缘的圆形轨道,位于竖直平面内,轨道半径为R,下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场中.现有一质量为m、带正电的小滑块(可视为质点)置于水平轨道上,滑块受到的电场力大小为
mg,滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5,重力加速度为g.
(1)若滑块从水平轨道上距离B点s=3R的A点由静止释放,滑块到达与圆心O等高的C点时速度为多大?
(2)在(1)的情况下,求滑块到达C点时受到轨道的作用力大小;
(3)改变s的大小,使滑块恰好始终沿轨道滑行,且从G点飞出轨道,求滑块在圆轨道上滑行过程中的最小速度大小.
如图所示,一根光滑绝缘细杆与水平面成α=30°的角倾斜固定.细杆的一部分处在场强方向水平向右的匀强电场中,场强E=2×104N/C.在细杆上套有一个带电量为q=-1.73×10-5C、质量为m=3×10-2kg的小球.现使小球从细杆的顶端A由静止开始沿杆滑下,并从B点进入电场,小球在电场中滑至最远处的C点.已知AB间距离s1=0.4 m,g=10 m/s2.求:
(1)小球在B点的速度vB .
(2)小球进入电场后滑行的最大距离s2 .
(3)小球从A点滑至C点的时间是多少?