如图21所示,水平直线MN为两个匀强磁场的分界面,MN上方的磁感应强度B1=B,MN下方的磁感应强度B2=2B,磁场方向均垂直纸面向外.在磁场的空间还存在匀强电场,电场强度大小为E,竖直向上.一带电小球从界面上的A点沿电场方向射入上部磁场区域后恰能在竖直方向上做匀速圆周运动.在A点的右侧的界面上有一点P,与A点的距离为d.要使小球能经过P点,则小球从A点射出的速度v应满足什么条件?
使用“弹簧式角速度测量仪”可以测量运动装置自转时角速度的大小,其结构示意图如图所示.将测量仪固定在待测装置上,当装置绕竖直固定轴转动时,与轻弹簧相连的小球A可在光滑绝缘细杆BC上滑动,同时带动连接在A上的滑动变阻器动触片P在与BC平行的电阻丝MN上滑动,使得电压表V的示数随装置转动的角速度发生变化,据此可测出待测装置的角速度的大小. 已知:小球A的质量为m;弹簧的劲度系数为k,原长为;电阻丝MN粗细均匀,长度为L,阻值为R;电压表V通过两根导线,分别接在电阻丝MN的中点Q和动触片P上;电阻线MN接在电压为U的直流稳压电源上.闭合电键S,测量仪则可工作. 若:不计导线、动触片P的电阻,以及导线对动触片P的影响,忽略动触片P与电阻丝MN之间的摩擦,电压表视为理想表.装置静止时,动触片P与Q点重合. (1)试推导:待测装置自转的角速度与电压表V的示数之间的关系式. (2)用该测量仪测量某装置自转角速度的最大值是多少?
固定的轨道ABC如图,其中水平轨道AB与半径为R的1/4光滑圆弧轨道BC相连接,AB与圆弧相切于B点.质量为m的小物块静止在水平轨道上的P点,它与水平轨道间的动摩擦因数为=0.25,PB=2R.用大小等于2mg的水平恒力推动小物块,当小物块运动到B点时,立即撤去推力.(小物块可视为质点.) (1)求小物块沿圆弧轨道上升后,可能达到的最大高度H. (2)如果水平轨道AB足够长,试确定小物块最终停在何处?
交流发电机的原理如下左图所示,闭合的矩形线圈放在匀强磁场中,绕OO'轴匀速转动,在线圈中产生的交变电流随时间变化的图象,如下右图所示,已知线圈的电阻为R=2.0Ω。求: (1)通过线圈导线的任一个横截面的电流的最大值是多少? (2)矩形线圈转动的周期是多少? (3)线圈电阻上产生的电势功率是多少? (4)保持线圈匀速转动,1分钟内外界对线圈做的功是多少?
电视机的显像管中,电子束的偏转是用磁偏转技术实现的。在电子枪中产生的 电子经过加速电场加速后射出,从P点进入并通过圆形区域后,打到荧光屏上,如图所示。如果圆形区域中不加磁场,电子一直打到荧光屏上的中心O点的动能为E;在圆形区域内加垂直于圆面、磁感应强度为B的匀强磁场后,电子将打到荧光屏的上端N点。已知ON=h,PO=L。电子的电荷量为e,质量为m。求: (1)电子打到荧光屏上的N点时的动能是多少?说明理由。 (2)电子在电子枪中加速的加速电压是多少? (3)电子在磁场中做圆周运动的半径R是多少? (4)试推导圆形区域的半径r与R及h、L的关系式。
长为1.5m的长木板B静止放在水平冰面上,小物块A以某一初速度从木板B的左端冲上长木板B,直到A、B的速度达到相同,此时A、B的速度为0.4m/s,然后A、B又一起在水平冰面上滑行了8.0cm后停下。若小物块A可视为质点,它与长木板B的质量相同,A、B间的动摩擦因数。求:(取g=10m/s2) (1)木块与冰面的动摩擦因数。 (2)小物块相对于长木板滑行的距离。 (3)为了保证小物块不从木板的右端滑落,小物块冲上长木板的初速度可能是多少?