如图11所示,质量M =1kg的木板静止在粗糙的水平地面上,木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.1,在木板的左端放置一个质量m=1kg、大小可以忽略的铁块,铁块与木板间的动摩擦因数μ2=0.4,取g=10m/s2,试求:(1)若木板长L=1m,在铁块上加一个水平向右的恒力F=8N,经过多长时间铁块运动到木板的右端?(2)若在木板(足够长)的右端施加一个大小从零开始连续增加的水平向左的力F,请写出铁块所受的摩擦力f随拉力F大小变化的关系式并画出图象.
如图所示,在一磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,垂直于磁场方向水平放置着两根相距为h=0.1m的平行光滑的金属导轨MN与PQ,导轨的电阻忽略不计。在两根导轨的端点N、Q之间连接一阻值R=0.3Ω的电阻,导轨上跨放着一根长为L=0.2m,每米长电阻r=2.0Ω/m的金属棒ab,金属棒与导轨正交,交点为c、d。当金属棒以速度v=4.0m/s向左做匀速运动时,试求: (1)电阻R中的电流强度大小和方向; (2)使金属棒做匀速运动的外力; (3)金属棒ab两端点间的电势差。
如图所示,在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨,导轨间距为L=0.2m,长为2d,d=0.5m,上半段d导轨光滑,下半段d导轨的动摩擦因素为μ=,导轨平面与水平面的夹角为θ=30°。匀强磁场的磁感应强度大小为B=5T,方向与导轨平面垂直。质量为m=0.2kg的导体棒从导轨的顶端由静止释放,在粗糙的下半段一直做匀速运动,导体棒始终与导轨垂直,接在两导轨间的电阻为R=3Ω,导体棒的电阻为r=1Ω,其他部分的电阻均不计,重力加速度取g=10m/s2,求: (1)导体棒到达轨道底端时的速度大小; (2)导体棒进入粗糙轨道前,通过电阻R上的电量q; (3)整个运动过程中,电阻R产生的焦耳热Q。
如图所示,在倾角为θ=30°的斜面上,固定一宽L=0.25 m的平行金属导轨,在导轨上端接入电源和滑动变阻器R。电源电动势E=12 V,内阻r=1 Ω,一质量m=20 g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好。整个装置处于磁感应强度B=0.80 T、垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计)。金属导轨是光滑的,取g=10 m/s2,要保持金属棒在导轨上静止,求: (1)金属棒所受到的安培力的大小; (2)通过金属棒的电流的大小; (3)滑动变阻器R接入电路中的阻值。
如图所示,在x轴上方有磁感应强度为B的匀强磁场,一个质量为m,电荷量为的粒子,以速度v从O点射入磁场,已知,粒子重力不计,求: (1)粒子的运动半径,并在图中定性地画出粒子在磁场中运动的轨迹; (2)粒子在磁场中运动的时间; (3)粒子经过x轴和y轴时的坐标。
如图所示,在y>0的空间中存在匀强电场,场强方向沿y轴正方向,场强大小为E。在y<0的空间中存在匀强磁场,磁场方向垂直xOy平面(纸面)向外,磁感应强度大小为B。一电量为q、质量为m、重力不计的带负电的粒子,在y轴上y=L处的P点由静止释放,然后从O点进入匀强磁场。已知粒子在y<0的空间运动时一直处于磁场区域内,求: (1)粒子到达O点时速度大小v; (2)粒子经过O点后第一次到达x轴上Q点(图中未画出)的横坐标x0; (3)粒子从P点出发第一次到达x轴上Q点所用的时间t。