如图所示,光滑绝缘的圆形轨道BCDG位于竖直平面内,轨道半径为R,下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场中.现有一质量为m、带正电的小滑块(可视为质点)置于水平轨道上,滑块受到的电场力大小为
mg,滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5,重力加速度为g.求:
(1)若滑块从水平轨道上距离B点为s=3R的A点由静止释放,求滑块到达与圆心O等高的C点时的速度大小;
(2)在(1)的情况下,求滑块到达C点时对轨道的作用力大小;
(3)改变s的大小,使滑块恰好始终沿轨道滑行,且从G点飞出轨道,求滑块在圆轨道上滑行过程中的最小速度大小.
如图所示,水平放置的平行金属板a、b板长为L,板间距离为d。两板间所加电压变化情况如图2如示(U0已知)。两板间所加磁场的磁感应强度变化情况如图3所示(设磁感应强度方向垂直纸面向里为正,B0已知)。现有一质量为m,电荷量为q的带正电粒子,在t=0时刻沿平行金属板中轴线MN以某一初速度水平射入两板间,不计粒子重力。求:若在电场和磁场同时存在时(即0—t1时间内),粒子能沿直线MN运动,求粒子运动速度的大小。
若粒子能第二次通过中轴线中点P,且速度方向是竖直向下的,求电场和磁场同时存在的时间t1(粒子在此前运动过程中未与极板相碰)。
求在(2)中只有磁场存在的时间t2-t1的可能值。
如图所示,一平行板电容器水平放置,两板有方向竖直向上的匀强电场,板间距d=0.40m,电压U=10V,金属板M上开有一小孔。有A、B两个质量均为m=0.10g、电荷量均为q=+8.0×10-5C的带电小球(可视为质点),其间用长为L=0.10m的绝缘轻杆相连,处于竖直状态,A小球恰好位于小孔正上方H=0.20m处。现由静止释放并让两个带电小球保持竖直下落,(g取10m/s2)
求小球在运动过程中的最大速率。
小球在运动过程中距N板的最小距离。
如图所示,光滑导轨与水平面成θ=37°,导轨宽L=0.20m,导轨上端与电源及电阻箱相连,电源电动势E=3.0V,内阻r=1.0Ω。空间存在着磁感应强度为B的匀强磁场。质量为m=0.10kg的金属杆放在导轨上。金属杆及导轨的电阻不计。当电阻箱调至R1=4.0Ω时,金属杆恰好能静止。
求:空间所加的匀强磁场的磁感应强度的最小值及方向。
若保持(1)中B的大小不变而将B的方向改为竖直向上,应把将电阻箱阻值R2调到多大才能使金属杆保持静止?
如图所示,有两块大小不同的圆形薄板(厚度不计),质量分别为M和m,半径分别为R和r,两板之间用一根长的轻绳相连结(未画出)。开始时,两板水平放置并叠合在一起,静止于距离固定支架C高度
处。然后自由下落到C上,支架上有一半径为
(
)的圆孔,圆孔与两薄板中心均在圆板中心轴线上。薄板M与支架发生没有机械能损失的碰撞(碰撞时间极短)。碰撞后,两板即分离,直到轻绳绷紧。在轻绳绷紧的瞬间,两板具有共同速度V.不计空气阻力,
,求:
两板分离瞬间的速度大小V0;
若
,求轻绳绷紧时两板的共同速度大小V ;
若绳长
未定,
(K取任意值),其它条件不变,轻绳长度满足什么条件才能使轻绳绷紧瞬间两板的共同速度V方向向下。
如图所示,水平放置的两块长直平行金属板、
相距
,
、
间的电场强度为
,
板下方整个空间存在着磁感应强度大小为
、方向垂直纸面向里的匀强磁场。今有一质量为
、电荷量为
的带正电的粒子(不计重力),从贴近
板的左端以
的初速度水平射入匀强电场,刚好从狭缝
处穿过
板而垂直进入匀强磁场,最后粒子回到
板的
处(图中未画出)。
判断a、b两板间电场强度的方向;
求粒子到达P处的速度与水平方向的夹角
;
求
、
之间的距离
(结果可保留根号)。