如图所示,一带电粒子以某一速度在竖直平面内做直线运动,经过一段时间后进入一垂直于纸面向里、磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域(图中未画出磁场区域),粒子飞出磁场后垂直电场方向进入宽为L的匀强电场. 电场强度大小为E,方向竖直向上. 当粒子穿出电场时速度大小变为原来的倍. 已知带电粒子的质量为m,电量为q,重力不计. 粒子进入磁场前的速度与水平方向成60°角,如图. 试解答:
(1)粒子带什么电?
(2)带电粒子在磁场中运动时速度多大?
(3)该圆形磁场区域的最小面积为多大?
某发电站的输出功率为104 kW,输出电压为4 kV,通过理想变压器升压后向80 km远处用户供电.已知输电线的电阻率为ρ=2.4×10-8Ω·m,导线横截面积为1.5×10-4 m2,输电线路损失的功率为输出功率的4%.求:
(1)升压变压器的输出电压.
(2)输电线路上的电压损失.
如图,横截面半径为R的转筒,转筒顶端有一A点,其正下方有一小孔B, 距顶端h=0.8m,开始时,转筒的轴线与A点、小孔B三者在同一竖直面内.现使一小球自A点以速度v=4m/s朝转筒轴线水平抛出,同时转筒立刻以某一角速度匀速转动起来,且小球最终正好穿出小孔. 不计空气阻力,g取l0m/s2,求:
(1)转筒半径R.
(2)转筒转动的角速度ω .
如图,半径为R的光滑圆形轨道安置在一竖直平面上,左侧连接一个光滑的弧形轨道,右侧连接动摩擦因数为μ的水平轨道CD.一小球自弧形轨道上端的A处由静止释放,通过圆轨道后,再滑上CD轨道.若在圆轨道最高点B处对轨道的压力恰好为零,到达D点时的速度为. 求:
⑴小球经过B点时速度的大小.
⑵小球释放时的高度h.
⑶水平轨道CD段的长度l.
如图,以9m/s匀速行驶的汽车即将通过十字路口,绿灯还有2 s将熄灭,此时汽车距离停车线20m.如果该车立即做匀加速运动,加速度为2m/s2,则在绿灯熄灭前汽车能否通过停车线?若此路段允许行驶的最大速度为12m/s.,则绿灯熄灭时该车是否超速违章?
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)要使赛车能通过C点完成比赛,通过C点的速度至少多大?
(2)赛车恰能完成比赛时,在半圆轨道的B点的速度至少多大?这时对轨道的压力多大。
(3)要使赛车完成比赛,电动机从A到B至少工作多长时间。
(4)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?
(5)若BC轨道是光滑管道,假定小球可从圆管C端射出,试讨论:小球到达C端处对管壁压力方向不同时,对应射入B点速度vB的条件。