(18分)如图所示,ABCD是边长为L的正方形,在其中的适当区域内有匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里。质量为m、电荷量为q的粒子以大小为v的速度垂直BC边从C点射入正方形区域,所经过的区域都有磁场,最后从A点射出磁场。不计粒子重力。求:(1)匀强磁场的磁感应强度B的大小?(2)若完全相同的粒子以相同的速度从BC的中点O垂直BC边射入正方形区域,在到达P点前,所经过的区域没有磁场,从P点开始,所经过的区域都有磁场,最后从A点射出磁场。则P点到BC边的距离x=?
如图(a)所示,木板OA可绕轴O在竖直平面内转动,某研究小组利用此装置探索物块在方向始终平行于斜面、大小为F=8N的力作用下加速度与斜面倾角的关系。已知物块的质量m=1kg,通过DIS实验,得到如图(b)所示的加速度与斜面倾角的关系图线。图(b)中图线在的范围内与θ轴重合,且。假定物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。(取sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)(1)图(b)中图线与纵坐标交点ao多大?(2)写出能求出θ2的数学表达式。
在娱乐节目《幸运向前冲》中,有一个关口是跑步跨栏机,它的设置是让观众通过一段平台,再冲上反向移动的跑步机皮带并通过跨栏,冲到这一关的终点。现有一套跑步跨栏装置,平台长L1=4m,跑步机皮带长L2=32m,跑步机上方设置了一个跨栏(不随皮带移动),跨栏到平台末端的距离L3=10m,且皮带以v0=1m/s的恒定速率转动,一位挑战者在平台起点从静止开始以a1=2m/s2的加速度通过平台冲上跑步机,之后以a2=1m/s2的加速度在跑步机上往前冲,在跨栏时不慎跌倒,经过2秒爬起(假设从摔倒至爬起的过程中挑战者与皮带始终相对静止),然后又保持原来的加速度a2,在跑步机上顺利通过剩余的路程,求挑战者全程所需要的时间?
如图所示,楔形斜面体倾角为37°,其BC长为0.8m,AB宽为0.6m,一重为25N的木块原先在斜面体上部,它与斜面间的动摩擦因数为0.6,要使木块沿对角线AC方向匀速下滑,(sin37°=0.6,cos37°=0.8),需要对它施加方向平行于斜面的力F,求F的大小和方向。
如图所示,在以O为圆心,半径为R=l0cm的圆形区域内,有一个水平方向的匀强磁场,磁感应强度大小为B="0." 10 T,方向垂直纸面向外.竖直平行放置的两个金属板A、K连在如右图所示的电路中.电源电动势E=" 91" V,内阻r=1.O,定值电阻=l0,滑动变阻器的最大阻值为80 ,、为A、K板上的两个小孔,且,、与O都在同一水平直线上,另有一水平放置的足够长的荧光屏D,O点跟荧光屏D之间的距离为H="3" R.比荷(带电粒子的电量与质量之比)为2.0×l0C/kg的带正电的粒子由进入电场后,通过向磁场中心射去,通过磁场后打到荧光屏D上.粒子进入电场的初速度、重力均可忽略不计.(1)如果粒子垂直打在荧光屏上的P点,电压表的示数为多大?(2)调节滑动变阻器滑片P的位置,求粒子打到荧光屏的范围.
(12分)如图所示,在距水平地面高为0.4m处,水平固定一根长直光滑杆,杆上P处固定一定滑轮(大小不计),滑轮可绕水平轴无摩擦转动,在P点的右边,杆上套一质量m=3kg的滑块A。半径R=0.3m的光滑半圆形轨道竖直地固定在地面上,其圆心O在P点的正下方,在轨道上套有一质量m=3kg的小球B。用一条不可伸长的柔软细绳,通过定滑轮将两小球连接起来。杆和半圆形轨道在同一竖直面内,滑块和小球均可看作质点,且不计滑轮大小的影响。现给滑块A施加一个水平向右、大小为60N的恒力F,求: (1)把小球B从地面拉到半圆形轨道顶点C的过程中力F做的功。(2)小球B运动到C处时所受的向心力的大小。(3)小球B被拉到离地多高时滑块A与小球B的速度大小相等?