(19)许多仪器中可利用磁场控制带电粒子的运动轨迹.在如图所示的真空环境中,有一半径r=0.05m的圆形区域内存在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场,其右侧相距d=0.05m处有一足够大的竖直屏.从S处不断有比荷=1×108C/kg的带正电粒子以速度v=2×106m/s沿SQ方向射出,经过磁场区域后打在屏上.不计粒子重力.求:
(1)粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径;
(2)绕通过P点(P点为SQ与磁场边界圆的交点)垂直纸面的轴,将该圆形磁场区域逆时针缓慢移动90°的过程中,粒子在屏上能打到的范围.
如图所示,质量为m的长木块A静止于光滑水平面上,在其水平的上表面左端放一质量为m的滑块B,已知木块长为L,它与滑块之间的动摩擦因数为μ.现用水平向右的恒力F拉滑块B.
(1)当长木块A的位移为多少时,B从A的右端滑出?
(2)求上述过程中滑块与木块之间产生的内能.
如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图,电动机内阻,电路中另一电阻
,直流电压
,电压表示数为
,试求:
(1)通过电动机的电流;
(2)输入电动机的电功率;
(3)若电动机以v=10m/s匀速竖直向上提升重物,求该重物的质量(g取)。
某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车,总质量m=3×103 kg。当它在水平路面上以v=36 km/h的速度匀速行驶时,蓄电池的输出电流I=50 A,输出电压U=200 V。在此行驶状态下,该环保汽车能够将蓄电池输出功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P机。(g取10 m/s2)
(1)求汽车所受阻力;
(2)若该环保汽车的驱动电机的内部结构如图所示,其中R1=0.1 Ω,R2=1 950 Ω,求电动机M的热功率。
如图所示,半径为r=0.4m的1/4圆形光滑轨道AB固定于竖直平面内,轨道与粗糙的水平地面相切于B点,CDE为固定于竖直平面内的一段内壁光滑的中空方形细管,DE段被弯成以O为圆心、半径R=0.2m的一小段圆弧,管的C端弯成与地面平滑相接,O点位于地面,OE连线竖直.可视为质点的物块b,从A点由静止开始沿轨道下滑,经地面进入细管(b横截面略小于管中空部分的横截面),b滑到E点时受到细管下壁的支持力大小等于所受重力的1/2.已知物块b的质量m = 0.4kg,g取10m/s2.
(1)求物块b滑过E点时的速度大小vE.
(2)求物块b滑过地面BC过程中克服摩擦力做的功Wf.
(3)若将物块b静止放在B点,让另一可视为质点的物块a,从A点由静止开始沿轨道下滑,滑到B点时与b发生弹性正碰,已知a的质量M≥m,求物块b滑过E点后在地面的首次落点到O点的距离范围.
如图所示,在水平长直轨道上,有一长度L=8m的平板车在外力控制下始终保持以v=5m/s的速度向右做匀速直线运动.某时刻将一质量m=2kg的小滑块放到车面的中点,滑块与车面间的动摩擦因数μ=0.2,取g=10m/s2.
(1)若滑块的初速度为零,求滑块在平板车上滑动的时间t;
(2)在(1)的情况下,求滑块在平板车上滑动过程因摩擦产生的内能Q;
(3)若以与车运动方向相同、大小为v0的初速度释放滑块,且滑块恰好不从车上掉下,求v0的取值?