如图所示,空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场。左侧匀强电场的场强大小为E、方向水平向右,电场宽度为L;中间区域和右侧匀强磁场的磁感应强度大小均为B,方向分别垂直纸面向外和向里。一个质量为m、电量为q、不计重力的带正电的粒子从电场的左边缘的O点由静止开始运动,穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后,又回到O点,然后重复上述运动过程。求:(1)画出带电粒子在上述运动过程的轨迹;(2)带电粒子在磁场中运动的轨道半径;(3)带电粒子在磁场中回转一周所用的时间。
如图甲所示,物块与质量为 m 的小球通过不可伸长的轻质细绳跨过两等高定滑轮连接。物块置于左侧滑轮正下方的表面水平的压力传感装置上,小球与右侧滑轮的距离为 l 。开始时物块和小球均静止,将此时传感装置的示数记为初始值。现给小球施加一始终垂直于 l 段细绳的力,将小球缓慢拉起至细绳与竖直方向成 60 ° 角,如图乙所示,此时传感装置的示数为初始值的1.25倍;再将小球由静止释放,当运动至最低位置时,传感装置的示数为初始值的0.6倍.不计滑轮的大小和摩擦,重力加速度的大小为 g 。求:
(1)物块的质量; (2)从释放到运动至最低位置的过程中,小球克服阻力所做的功。
如图所示,一条带有圆轨道的长轨道水平固定,圆轨道竖直,底端分别与两侧的直轨道相切,半径 R = 0 . 5 m ,物块 A 以 v 0 = 6 m / s 的速度滑入圆轨道,滑过最高点 Q ,再沿圆轨道滑出后,与直轨道上 P 处静止的物块 B 碰撞,碰后粘在一起运动, P 点左侧轨道光滑,右侧轨道呈粗糙段、光滑段交替排列,每段长度都为 L = 0 . 1 m ,物块与各粗糙段间的动摩擦因数都为 μ = 0 . 1 , A 、 B 的质量均为 m = 1 k g (重力加速度 g 取 10 m / s 2 ; A 、 B 视为质点,碰撞时间极短)。
⑴求 A 滑过Q点时的速度大小 v 和受到的弹力大小 F ;
⑵若碰后 A B 最终停止在第 k 个粗糙段上,求 k 的数值;
⑶求碰后 A B 滑至第 n 个 ( n < k ) 光滑段上的速度 v n 与 n 的关系式。
如图( a )所示,平行长直金属导轨水平放置,间距 L=0.4m ,导轨右端接有阻值 R=1Ω 的电阻,导体棒垂直放置在导轨上,且接触良好,导体棒及导轨的电阻均不计,导轨间正方形区域 abcd 内有方向竖直向下的匀强磁场, bd 连线与导轨垂直,长度也为 L ,从0时刻开始,磁感应强度 B 的大小随时间 t 变化,规律如图( b )所示;同一时刻,棒从导轨左端开始向右匀速运动, 1s 后刚好进入磁场,若使棒在导轨上始终以速度 v=1m/s 做直线运动,求: ⑴棒进入磁场前,回路中的电动势 E ; ⑵棒在运动过程中受到的最大安培力 F ,以及棒通过三角形 abd 区域时电流 i 与时间 t 的关系式。
一摩托车由静止开始在平直的公路上行驶,其运动过程的 v - t 图像如图所示,求:
(1)摩托车在 0 - 20 s 这段时间的加速度大小 a ;
(2)摩托车在 0 - 75 s 这段时间的平均速度大小 v 。
如图,绝缘粗糙的竖直平面 MN 左侧同时存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,电场方向水平向右,电场强度大小为 E ,磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为 B 。一质量为 m 、电荷量为 q 的带正电的小滑块从 A 点由静止开始沿 MN 下滑,到达 C 点时离开 MN 做曲线运动。 A、C 两点间距离为 h ,重力加速度为 g 。 (1)求小滑块运动到 C 点时的速度大小 v c ;(2)求小滑块从 A 点运动到 C 点过程中克服摩擦力做的功 W f ;(3)若 D 点为小滑块在电场力、洛伦兹力及重力作用下运动过程中速度最大的位置,当小滑块运动到 D 点时撤去磁场,此后小滑块继续运动到水平地面上的 P 点。已知小滑块在 D 点时的速度大小为 v d ,从 D 点运动到 P 点的时间为 t ,求小滑块运动到 P 点时速度的大小vp.