如图所示,半径为a的圆形区域内有匀强磁场,磁感应强度B=0.2T,磁场方向垂直纸面向里,半径为b的金属圆环与磁场同心地放置,磁场与环面垂直,其中a=0.4m,b=0.6m,金属环上分别接有灯、,两灯的电阻均为.一金属棒MN与金属环接触良好,棒与环的电阻均不计.(1)若棒以的速率在环上向右匀速滑动,求棒滑过圆环直经的瞬间,MN中的电动势和流过的电流;(2)撤去中间的金属棒MN,将右边的半圆环以为轴向上翻转90 ,若此后磁场随时间均匀变化,其变化率为T/s,求的功率.
如图所示,半径分别为、的两同心虚线圆所围空间分别存在电场和磁场,中心O处固定一个半径很小(可忽略不计)的金属球,在小圆空间内存在沿半径向内的辐向电场,小圆周与金属球间电势差为,两圆之间的空间存在垂直于纸面向里的匀强磁场,设有一个带负电的粒子从金属球表面沿轴正方向以很小的初速度逸出,粒子质量为,电荷量为,(不计粒子的重力,忽略粒子逸出的初速度)求: (1)粒子到达小圆周上时的速度为多大? (2)粒子以(1)中的速度进入两圆间的磁场中,当磁感应强度超过某一临界值时,粒子将不能到达大圆周,求此磁感应强度的最小值. (3)若磁感应强度取(2)中最小值,且,要使粒子恰好第一次沿逸出方向的反方向回到原出发点,粒子需经过多少次回旋?并求粒子在磁场中运动的时间.(设粒子与金属球正碰后电量不变且能以原速率原路返回)
如图甲所示,物块A、B的质量分别是mA=" 4.0kg" 和mB= 3.0kg,用轻弹簧栓接相连放在光滑的水平地面上,物块B右侧与竖直墙相接触.另有一物块C从t =0时以一定速度向右运动,在t =" 4" s 时与物块A相碰,并立即与A粘在一起不再分开.物块C的v-t 图象如图乙所示.求: (1)物块C的质量mC; (2)墙壁对物块B的弹力在4 s 到12 s 的时间内对B做的功W及对B的冲量I的大小和方向; (3)B离开墙后的过程中弹簧具有的最大弹性势能EP.
一个物块放置在粗糙的水平地面上,受到的水平拉力F随时间t变化的关系如图(a)所示,速度v随时间t变化的关系如图(b)所示(g=10m/s2).求: (1)1s末物块所受摩擦力的大小f1; (2)物块在前6s内的位移大小; (3)物块与水平地面间的动摩擦因数μ.
如图所示,有n个相同的货箱沿同一条直线停放在倾角为θ的斜面上,每个货箱长皆为l,质量皆为m,相邻两货箱间距离为l,最下端的货箱到斜面底端的距离也为l.现给第1个货箱一适当的初速度v0,使之沿斜面下滑,在每次发生正碰后(碰撞时间很短),发生碰撞的货箱都粘合在一起运动,当动摩擦因数为μ时,最后第n个货箱恰好停在斜面底端.求: (1)第一个货箱碰撞第二个货箱前瞬间的速度v1; (2)设第一次碰撞过程中系统损失的机械能为,第一次碰撞前的瞬间第一个货箱的动能为,求的比值; (3)整个过程中由于碰撞而损失的机械能.
(16分)如图所示,固定于水平桌面上足够长的两光滑平行导轨PQ、MN,导轨的电阻不计,间距为d = 0.5m,P、M两端接有一只理想电压表,整个装置处于竖直向下的磁感应强度B = 0.2T的匀强磁场中.电阻均为r = 0.1Ω、质量分别为m1 = 0.3kg和m2 = 0.5kg的两金属棒ab、cd平行的搁在导轨上,现固定棒ab,让cd在水平恒力F = 0.8N的作用下,由静止开始做加速运动,试求: (1)cd棒两端哪端电势高; (2)当电压表的读数为U = 0.2V时,cd棒受到的安培力多大; (3)棒cd能达到的最大速度vm.