南昌二中第46届田径运动会于2015年10月23日胜利召开。在运动会开幕式上,一航拍直升机悬停在学校操场上空某处。该处地磁场的磁感应强度沿竖直方向的分量为B,直升机金属螺旋桨叶片长为L,螺旋桨转动的频率为f,站在地面向上看,螺旋桨作顺时针方向转动。螺旋桨叶片的近轴端为a,远轴端为b,如图所示。如果忽略a到转轴中心线的距离,求每个叶片在转动过程中产生的电动势E,并指出a、b两点哪一端电势较高。
在如图所示的空间坐标系中,y轴的左边有一匀强电场,场强大小为E,场强
方向跟y轴负向成30°,y的右边有一垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B.现有一质子,以一定的初速度v0,在x 轴上坐标为x0=10cm处的A点,第一次沿x轴正方向射入磁场,第二次沿x轴负方向射入磁场,回旋后都垂直于电场方向射入电场,最后又进入磁场。求:
(1)质子在匀强磁场中的轨迹半径R;
(2)质子两次在磁场中运动时间之比
(3)若第一次射入磁场的质子经电场偏转后,恰好从第二次射入磁场的质子进入电场的位置再次进入磁场,试求初速度v0和电场强度E、磁感应强度B之间需要满足的条件。
一个平板小车置于光滑水平面上,其右端恰好和一个光滑圆弧轨道AB的底
端等高对接,如图所示。已知小车质量M=3.0kg,长L=2.06m,圆弧轨道半径R=0.8m。现将一质量m=1.0kg的小滑块,由轨道顶端A点无初速释放,滑块滑到B端后冲上小车。滑块与小车上表面间的动摩擦因数。(取g=10m/s2)试求:
(1)滑块到达B端时,轨道对它支持力的大小;
(2)小车运动1.5s时,车右端距轨道B端的距离;
(3)小车产生的内能
如图所示,把中心带有小孔的平行放置的两个圆形金属板M和N,连接在电压恒为U的直流电源上.一个质量为m,电荷量为q的微观正粒子,以近似于静止的状态,从M板中心的小孔进入电场,然后又从N板中心的小孔穿出,再垂直进入磁感应强度为B的足够宽广的匀强磁场中运动(忽略重力的影响).那么:
(1)该粒子从N板中心的小孔穿出时的速度有多大?
(2)若圆形板N的半径为R,如果该粒子返回后能够直接打在圆形板N的右侧表面上,那么该磁场的磁感应强度B至少为多大?
如图所示,宽度为L=0.40 m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨的一端连接阻值为R=2.0Ω的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B="0.40" T。一根质量为m=0.1kg的导体棒MN放在导轨上与导轨接触良好,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。现用一平行于导轨的拉力拉动导体棒沿导轨向右匀速运动,运动速度v="0.50" m/s,在运动过程中保持导体棒与导轨垂直。求:
(1)在闭合回路中产生的感应电流的大小;
(2)作用在导体棒上的拉力的大小;
(3)当导体棒移动50cm时撤去拉力,求整个运动过程中电阻R上产生的热量。
如图所示,一透明半圆柱体折射率为n=2,半径为R、长为L.一平行光束从半圆柱体的矩形表面垂直射入,从部分柱面有光线射出.求该部分柱面的面积S.