如图所示,将边长为a、质量为m、电阻为R的正方形导线框竖直向上抛出,穿过宽度为b、磁感应强度为B的匀强磁场,磁场的方向垂直纸面向里.线框向上离开磁场时的速度刚好是进人磁场时速度的一半,线框离开磁场后继续上升一段高度,然后落下并匀速进人磁场.整个运动过程中始终存在着大小恒定的空气阻力f且线框不发生转动.求: (1)线框在下落阶段匀速进人磁场时的速度V2; (2)线框在上升阶段刚离开磁场时的速度V1; (3)线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热Q.
如图所示,飞机离地面高度为H=500m,飞机的水平飞行速度为v1=100m/s,追击一辆速度为v2=20m/s同向行驶的汽车,欲使炸弹击中汽车,飞机应在距离汽车的水平距离多远处投弹?不考虑空气阻力,g取10m/s2。
载流长直导线周围磁场的磁感应强度大小为 B=kI/r ,式中常量 k>0 , I 为电流强度, r 为距导线的即离。在水平长直导线 MN 正下方,矩形线圈 abcd 通以逆时针方向的恒定电流,被两根等长的轻质绝缘细线静止地悬挂,如图所示。开始时MN内不通电流,此时两细线内的张力均为 T 0 。当 MN 通以强度为 I 1 的电流时,两细线内的张力均减小为 T 1 :当 MN 内的电流强度变为 I 2 时,两细线的张力均大于 T 0 。
(1)分别指出强度为 I 1 、 I 2 的电流的方向;
(2)求 MN 分别通以强度为 I 1 和 I 2 电流时,线框受到的安培力 F 1 与 F 2 大小之比;
(3)当 MN 内的电流强度为 I 3 时两细线恰好断裂,在此瞬间线圈的加速度大小为 a ,求 I 3 。
如图,长 L=100cm ,粗细均匀的玻璃管一端封闭。水平放置时,长 L 0 =50cm 的空气柱被水银封住,水银柱长 h=30cm 。将玻璃管缓慢地转到开口向下的竖直位置,然后竖直插入水银槽,插入后有 Δh=15cm 的水银柱进入玻璃管。设整个过程中温度始终保持不变,大气压强 p 0 =75cmHg 。求: (1)插入水银槽后管内气体的压强 p ; (2)管口距水银槽液面的距离 H 。
如图,将质量 m=0.1kg 的圆环套在固定的水平直杆上。环的直径略大于杆的截面直径。环与杆间动摩擦因数 μ=0.8 。对环施加一位于竖直平面内斜向上,与杆夹角 θ=53° 的拉力 F ,使圆环以 a=4.4m/s2 的加速度沿杆运劝,求 F 的大小。
如图所示,待测区域中存在匀强电场和匀强磁场,根据带电粒子射入时的受力情况可推测其电场和磁场. 图中装置由加速器和平移器组成,平移器由两对水平放置、相距为l的相同平行金属板构成,极板长度为l、间距为 d ,两对极板间偏转电压大小相等、电场方向相反. 质量为 m 、电荷量为 +q 的粒子经加速电压 U 0 加速后,水平射入偏转电压为 U 1 的平移器,最终从A 点水平射入待测区域. 不考虑粒子受到的重力.
(1)求粒子射出平移器时的速度大小 v 1 ;
(2)当加速电压变为 4 U 0 时,欲使粒子仍从A 点射入待测区域,求此时的偏转电压 U ;
(3)已知粒子以不同速度水平向右射入待测区域,刚进入时的受力大小均为F. 现取水平向右为 x 轴正方向,建立如图所示的直角坐标系 Oxyz . 保持加速电压为 U 0 不变,移动装置使粒子沿不同的坐标轴方向射入待测区域,粒子刚射入时的受力大小如下表所示. 请推测该区域中电场强度和磁感应强度的大小及可能的方向.