如图所示,在xoy平面内,MN和x轴之间有平行于y轴的匀强电场和垂直于xoy平面的匀强磁场,y轴上离坐标原点3L的A点处有一电子枪,可以沿+x方向射出速度为v0的电子(质量为m,电量为e)。如果电场和磁场同时存在,电子将做匀速直线运动.如果撤去磁场只保留电场,电子将从P点离开电场,P点的坐标是(2L,5L).不计重力的影响,求:(1)电场强度E和磁感应强度B的大小及方向;(2)如果撤去电场,只保留磁场,电子将从x轴上的D点(图中未标出)离开磁场,求D点的坐标及电子在磁场中运动的时间.
一根两端开口、横截面积为S=2cm2足够长的玻璃管竖直插入水银槽中并固定(插入水银槽中的部分足够深)。管中有一个质量不计的光滑活塞,活塞下封闭着长L=21cm的气柱,气体的温度T1=280K,外界大气压取P0=1.0×105Pa(相当于75cm汞柱高的压强)。 ①对气体加热,使其温度升高到T2=320K,求此时气柱的长度; ②在活塞上施加一个竖直向上的拉力F=4N,保持气体的温度T2不变,求平衡后气柱的长度及此时管内外水银面的高度差。
如图所示,两根电阻不计的足够长光滑平行金属导轨与水平面夹角为,导轨间距为l,所在平面的正方形区域abcd内存在有界匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于斜面向上。如图所示,将甲、乙两阻值相同,质量均为m的相同金属杆放置在导轨上,甲金属杆处在磁场的上边界,甲、乙相距l。从静止释放两金属杆的同时,在金属杆甲上施加一个沿着导轨的外力F,使甲金属杆在运动过程中始终沿导轨向下做匀加速直线运动,且加速度大小a=gsinθ,乙金属杆进入磁场即做匀速运动。 (1)求每根金属杆的电阻R; (2)从释放金属杆开始计时,写出从计时开始到甲金属杆离开磁场的过程中外力F随时间t变化的关系式,并说明F的方向; (3)若从开始释放两杆到乙金属杆离开磁场,乙金属杆共产生热量Q,试求此过程中外力F对甲做的功。
某校课外活动小组自制一枚土火箭,火箭质量为3kg。点火后火箭始终垂直于地面向上运动,开始一段时间可视为做匀加速运动。经过4s到达离地面40m高处,燃料恰好用完。若空气阻力忽略不计,g取10m/s2。求 (1)燃料恰好用完时火箭的速度大小; (2)火箭上升离地面的最大高度; (3)火箭上升时受到的最大推力。
如下图甲所示,在以O为坐标原点的xOy平面内,存在着范围足够大的电场和磁场,一个带正电小球在0时刻以v0= 3gt0的初速度从O点沿+x方向(水平向右)射入该空间,在t0时刻该空间同时加上如下图乙所示的电场和磁场,其中电场方向竖直向上,场强大小,磁场垂直于xOy平面向外,磁感应强度大小,已知小球的质量为m,带电量为q,时间单位为t0当地重力加速度为g,空气阻力不计.试求: (1)t0末小球速度的大小; (2)小球做圆周运动的周期T和12t0末小球速度的大小; (3)在给定的xOy坐标系中,大体画出小球在0到24t0内运动轨迹的示意图; (4)30t0内小球距x轴的最大距离.
如图所示,一木块位于光滑的水平桌面上,木块上固定一支架,木块与支架的总质量为M.一摆球挂于支架上,摆球的质量为m,,摆线的质量不计.初始时,整个装置处于静止状态,一质量为m的子弹以大小为v0、方向垂直于纸面向里的速度射人摆球并立即停留在球内.摆球和子弹便一起开始运动.已知摆线最大的偏转角小于90°.在小球往返运动过程中摆线始终是拉直的,木块未发生转动. 求:(1)摆球上升的最大高度; (2)摆球在最低处时速度的大小.