如下图所示,电阻不计的平行金属导轨MN和OP放置在水平面内.MO间接有阻值为R=3 Ω的电阻.导轨相距d=1 m,其间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=0.5 T.质量为m=0.1 kg,电阻为r=1 Ω的导体棒CD垂直于导轨放置,并接触良好.用平行于MN的恒力F=1 N向右拉动CD.CD受摩擦阻力Ff恒为0.5 N.求:(1)CD运动的最大速度是多少?(2)当CD到最大速度后,电阻R消耗的电功率是多少?(3)当CD的速度为最大速度的一半时,CD的加速度是多少?
如图(a)所示,在空间有一坐标系xoy,直线OP与x轴正方向的夹角为30°,第一象限内有两个方向都垂直纸面向外的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ,直线OP是它们的边界,OP上方区域Ⅰ中磁场的磁感应强度为B,一质量为m,电荷量为+q的质子(不计重力及质子对磁场的影响)以速度v从O点沿与OP成30°角的方向垂直磁场进入区域Ⅰ,质子先后通过磁场区域Ⅰ和Ⅱ后,恰好垂直于x轴进入第四象限,第四象限存在沿-x轴方向的特殊电场,电场强度E的大小与横坐标x的关系如图(b)所示,试求:(1)区域Ⅱ中磁场的磁感应强度大小 ;(2)质子再次到达y轴时的速度大小和方向。
如图,一半径为R的圆表示一柱形区域的横截面(纸面),O为圆心。在柱形区域内加一方向垂直于纸面向外的匀强磁场,一质量为m、电荷量为+q的粒子沿图中直径从圆上的A点射入柱形区域,在圆上的D点离开该区域,已知图中,现将磁场换为竖直向下的匀强电场,同一粒子以同样速度沿直径从A点射入柱形区域,也在D点离开该区域。若磁感应强度大小为B,不计重力,试求:(1)电场强度E的大小;(2)经磁场从A到D的时间与经电场从A到D的时间之比。
电动轿车是未来小轿车发展的趋势,某轻型电动轿车,质量(含载重)m =200kg,蓄电池组电动势E=200V,内阻r=0.05Ω,直接对超导电动机(线圈为超导材料,电阻为零)供电,供电电流I=100A,电动机通过传动效率=90%的传动装置带动车轮转动。保持电动机功率不变,假设轿车在运动过程中所受摩擦及空气阻力大小之和恒为f=653N,g=10m/s2,试求:(1) 若轿车在6s内由静止在水平路面上加速到v=72km/h,则这6s内轿车的位移大小为多少?(2) 已知某斜坡路面的倾角为,轿车所受摩擦及空气阻力大小不变,则轿车在上坡过程中能达到的最大速度为多少?()
如图为某游乐场内水上滑梯轨道示意图,整个轨道在同一竖直平面内,轨道表面粗糙,点A距水面的高度为H, B点距水面的高度为R,一质量为m的游客(视为质点)从A点由静止开始滑下,到B点时沿水平切线方向滑离轨道后落在水面D点, OD=2R,不计空气阻力,重力加速度为g,求:(1) 游客滑到B点的速度vB的大小(2) 游客运动过程中轨道摩擦力对其所做的功Wf
跳伞运动员在直升飞机上做跳伞表演,当飞机离地面224m高处相对静止时,运动员离开飞机在竖直方向做自由落体运动,运动一段时间后,立即打开降落伞,打开降落伞后运动员匀减速下降,加速度大小为12.5m/s2。为了运动员的安全,要求运动员落地的速度最大不得超过5m/s。(g=10m/s2)求:(1)运动员打开降落伞时离地面高度至少为多少?(2)运动员在空中的最短时间为多少?