如图甲所示,不变形、足够长、质量为m1=0.2kg的“U”形金属导轨PQMN放在绝缘水平桌面上,QP与MN平行且距离d=1m,Q、M间导体电阻阻值R=4Ω,右内侧紧靠两固定绝缘小立柱1、2;光滑金属杆KL电阻阻值r=1Ω,质量m2=0.1kg,垂直于QP和MN,与QM平行且距离L=0.5m,左侧紧靠两固定绝缘小立柱3、4。金属导轨与桌面的动摩擦因数μ=0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,其余电阻不计。从t=0开始,垂直于导轨平面的磁场磁感应强度如图乙所示。
(1)求在整个过程中,导轨受到的静摩擦力的最大值fmax;
(2)如果从t=2s开始,给金属杆KL水平向右的外力,外力对金属杆作用的功率保持不变为P0=320W,杆到达最大速度时撤去外力,求撤去外力后QM上产生的热量QR=?
如图所示,地面和半圆轨道面均光滑。质量M=1kg、长L=4m的小车放在地面上,其右端与墙壁距离为S,小车上表面与半圆轨道最低点P的切线相平。现有一质量m=2kg的滑块(不计大小)以v0=6m/s的初速度滑上小车左端,带动小车向右运动。小车与墙壁碰撞时即被粘在墙壁上,已知滑块与小车表面的滑动摩擦因数=0.2,g取m/s2。
求小车与墙壁碰撞时的速度;
要滑块能沿圆轨道运动而不脱离圆轨道,求半圆轨道的半径R的取值。
如图所示,坐标平面第I象限内存在大小为E=4×105N/C、方向水平向左的匀强电场,在第II象限内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。质荷比为4×10-10N/C的带正电粒子从x轴上的A点以初速度v0=2×107m/s垂直x轴射入电场,OA=0.2m,不计重力。求:
粒子经过y轴时的位置到原点O的距离;
若要求粒子不能进入第三象限,求磁感应强度B的取值范围(不考虑粒子第二次进入电场后的运动情况。)
如图所示,第一象限的某个矩形区域内,有方向垂直于纸面向里的匀强磁场,磁场的左边界与y轴重合,第二象限内有互相垂直正交的匀强电场与匀强磁场,其磁感应强度
=0.5T。一质量m=l×
kg,电荷量
的带正电的粒子以速度
从x轴上的N点沿与x轴负方向成
角方向射入第一象限,经P点进入第二象限内沿直线运动,一段时间后,粒子经x轴上的M点并与x轴负方向成
角的方向飞出,M点坐标为(-0.1,0),N点坐标(0.3,0),不计粒子重力。求:
匀强电场的电场强度E的大小与方向;
匀强磁场的磁感应强度
的大小;
匀强磁场
矩形区城的最小面积。
如图甲所示,水平面上两根足够长的的光滑金属导轨平行固定放置,间距为L=0.5m,一端通过导线与阻值为R=0.5的电阻连接;导轨上放一质量为m=0.5kg的金属杆,金属杆与导轨的电阻忽略不计;导轨所在位置有磁感应强度为B=1T的匀强磁场,磁场的方向垂直导轨平面向上,现在给金属杆施加一水平向右的的恒定拉力F,并每隔0.2s测量一次导体棒的速度,乙图是根据所测数据描绘出导体棒的v-t图象。求:
力F的大小;
t=2s时导体棒的加速度;
估算3.2s内电阻上产生的热量。
在竖直平面内,由光滑斜面和光滑半圆形轨道分别与粗糙水平面相切连接而成的轨道如图所示,半圆形轨道的半径为R=0.4m,质量为m=0.8kg可视为质点的小物块从斜面上距水平面高为h处的A点由静止开始下滑,物块通过轨道连接处的B、C点时,无机械能损失。运动到圆轨道最低点C处时对轨道的压力为N=40N,水平轨道BC长L=0.9m,滑块与水平面间的动摩擦因数为(=0.5,g取10
。求:
A点距水平面的高度h;
小物块第一次由B点到C点运动的时间;
小物块能否通过圆形轨道的最高点D。