如图所示,一根长 L =" 3m" 的光滑绝缘细直杆MN ,竖直固定在场强为 E ="1.6" ×105N / C 、与水平方向成θ=300角的倾斜向上的匀强电场中。杆的下端M固定一个带电小球 A,电荷量Q=+5×10-6C;另一带电小球 B 穿在杆上可自由滑动, 电荷量q=+2.0 ×10一6 C,质量m=2.0×10一2 kg 。现将小球B从杆的上端N由静止释放。(静电力常量k=9.0×109N·m2/C2,取 g ="10m" / s2)
(l)小球B开始运动时的加速度为多大?
(2)小球B从N端运动到速度最大时,匀强电场对小球B做了多少功?
(3)小球B从 N 端运动到距 M 端的高度 h2=1.0m 时,速度为v=1.5m / s ,求此过程中小球A对小球B的库仑力所做的功?
A、B两列火车,在同一轨道上同向行驶,A车在前,其速度,B车在后,其速度
,因大雾能见度低,B车在距A车
时才发现前方有A车,这时B车立即刹车,但B车要经过180
才能停止,问:B车刹车时A车仍按原速率行驶,两车是否会相撞?若会相撞,将在B车刹车后何时相撞?若不会相撞,则两车最近距离是多少?
如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距离L=0.5m,其电阻不计,两导轨及其构成的平面与水平面成30°角。完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置,且都与导轨始终有良好接触。已知两金属棒质量均为m=0.02kg,电阻相等且不可忽略。整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.2T,金属棒ab在平行于导轨向上的力F作用下,沿导轨向上匀速运动,而金属棒cd恰好能够保持静止。取g=10m/s,求:
(1)通过金属棒cd的电流大小、方向;
(2)金属棒ab受到的力F大小;
(3)若金属棒cd的发热功率为0.1W,金属棒ab的速度。
如图所示,由同种材料制成的单匝正方形闭合导线框abcd位于竖直平面内,其下方有一匀强磁场区域,该区域的上边界水平,并与线框的ab边平行,磁场方向与线框平面垂直。已知磁场的磁感应强度为B,线框边长为L,线框质量为m,电阻为R。线框从磁场上方某高度处,由静止开始下落,恰能匀速进入磁场区域。求:
(1)当ab边刚进入磁场时,线框的速度大小;
(2)线框在进入磁场的过程中,通过导线横截面的电荷量;
(3)分析线框进入磁场过程中的能量转化情况。
已知水的密度=1.0×10
kg/m
,摩尔质量M=1.8×10
kg/mol,阿伏伽德罗常数N=6.02×10
mol
。估算:
(1)每个水分子的质量;
(2)每个水分子所占的体积。(计算结果保留两位有效数字)
如图所示,在坐标系xOy中,y轴右侧有一匀强电场;在第二、三象限内有一有界匀强磁场,其上、下边界无限远,右边界为y轴、左边界为平行于y轴的虚线,磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里。一带正电,电量为q、质量为m的粒子以某一速度自磁场左边界上的A点射入磁场区域,并从O点射出,粒子射出磁场的速度方向与x轴的夹角θ=45°,大小为v.粒子在磁场中的运动轨迹为纸面内的一段圆弧,且弧的半径为磁场左右边界间距的倍。粒子进入电场后,在电场力的作用下又由O点返回磁场区域,经过一段时间后再次离开磁场。已知粒子从A点射入到第二次离开磁场所用的时间恰好等于粒子在磁场中做圆周运动的周期。忽略重力的影响。求:
(1)粒子经过A点时速度的方向和A点到x轴的距离;
(2)匀强电场的大小和方向;
(3)粒子从第二次离开磁场到再次到达磁场所用的时间。