如图所示,两足够长的平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L’=1.5m,导轨平面与水平面夹角α=300,导轨电阻不计。磁感应强度为B1=2T的匀强磁场垂直导轨平面向上,长为L=1m的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,金属棒的质量为m1=2kg、电阻为R1=1Ω。两金属导轨的上端连接右侧电路,电路中通过导线接一对水平放置的平行金属板,两板间的距离和板长均为d=0.5m,定值电阻为R2=3Ω,现闭合开关S并将金属棒由静止释放,重力加速度为g=10m/s2,试求:
(1)金属棒下滑的最大速度为多大?
(2)当金属棒下滑达到稳定状态时,R2消耗的电功率P为多少?
(3)当金属棒稳定下滑时,在水平放置的平行金属间加一垂直于纸面向里的匀强磁场B2=1.5T,在下板的右端且非常靠近下板的位置有一质量为m2=6×10―4kg、带电量为q=-2×10-4C的液滴以初速度v水平向左射入两板间,该液滴可视为质点。要使带电粒子能从金属板间射出,初速度v应满足什么条件?(不计空气阻力)
如图甲所示,一质量为m=1kg的小物块静止在粗糙水平面上的A点,从t=0时刻开始,物体在受如图乙所示规律变化的水平力F作用下向右运动,第3s末物块运动到B点时速度刚好为零,第5s末物块刚好回到A点,已知物块与粗糙水平面间的动摩擦因数μ=0.2.(g取10m/s2)则
(1)前3秒内物体速度与加速度大小发生了什么变化;(定性说明大体变化即可)
(2)AB间的距离为多少;
(3)物体在0~3s时间内的平均速度大小为多少;
研究表明,一般人的刹车反应时间(即图甲中“反应过程”所用时间)t0=0.4 s,但饮酒会导致反应时间延长.在某次试验中,志愿者少量饮酒后驾车以v0=72 km/h的速度在试验场的水平路面上匀速行驶,从发现情况到汽车停止,行驶距离L=39 m,减速过程中汽车位移s与速度v的关系曲线如图乙所示,此过程可视为匀变速直线运动.(g="10" m/s2)求:
(1)减速过程汽车加速度的大小及所用时间;
(2)饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少;
用两根绳子吊起一个重物,如图所示,如果AO、BO绳所能承受的最大拉力均是
,(sin37°=0.6,sin53°=0.8)求:
(1)吊起重物重力逐渐增大时,AO段和BO段哪根绳先断?(请作图判断,不须文字说明.)
(2)该装置所能吊起的重物最重是多少?
如图所示的平行板之间,存在着相互垂直的匀强磁场和匀强电场,磁场的磁感应强度
,方向垂直纸面向里,电场强度
,
为板间中线.紧靠平行板右侧边缘
坐标系的第一象限内,有一边界线
,与
轴的夹角
,边界线的上方有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度
,边界线的下方有水平向右的匀强电场,电场强度
,在x轴上固定一水平的荧光屏.一束带电荷量
、质量
的正离子从
点射入平行板间,沿中线
做直线运动,穿出平行板后从
轴上坐标为
的
点垂直
轴射入磁场区,最后打到水平的荧光屏上的位置
.求:(不计离子的重力影响)
(1)离子在平行板间运动的速度大小.
(2)离子打到荧光屏上的位置
的坐标.
(3)现只改变
区域内磁场的磁感应强度大小,使离子都不能打到
轴上,磁感应强度大小
应满足什么条件?
为了提高自行车夜间行驶的安全性,小明同学设计了一种“闪烁”装置。如图所示,自行车后轮由半径
的金属内圈、半径
的金属外圈和绝缘幅条构成.后轮的内、外圈之间等间隔地接有4跟金属条,每根金属条的中间均串联有一电阻值为
的小灯泡.在支架上装有磁铁,形成了磁感应强度
、方向垂直纸面向外的“扇形”匀强磁场,其内半径为
、外半径为
、张角
.后轮以角速度
,相对转轴转动.若不计其它电阻,忽略磁场的边缘效应.
(1)当金属条
进入“扇形”磁场时,求感应电动势E,并指出ab上的电流方向;
(2)当金属条
进入“扇形”磁场时,画出“闪烁”装置的电路图;
(3)从金属条
进入“扇形”磁场时开始,经计算画出轮子一圈过程中,内圈与外圈之间电势差
随时间
变化的
图象;