如图甲所示,固定在水平面上电阻不计的光滑金属导轨,间距,导轨右端连接一阻值为的小灯泡L。在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化如图乙所示,CF长为2m。在时刻,电阻为的金属棒ab在水平恒力F作用下,由静止开始沿导轨向右运动。金属棒从图中位置运动到EF位置的整个过程中,小灯泡的亮度始终没有发生变化。求:(1)通过小灯泡的电流强度;(2)恒力F的大小;(3)金属棒的质量。
如图甲所示,在坐标系x轴上P点到O点之间存在竖直方向如图乙所示的交变电场,规定竖直向上为正方向,其中T已知,E0未知,在y轴右边存在一半径为R的圆形匀强磁场区域,圆心在(R,0)处,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外。一电荷量为q(q>0),质量为m的粒子在t=0时从M点沿平行于x轴正方向射入电场区域,然后从y轴上的N点沿平行于x轴正方向射出电场区域。M点与N点距的x轴距离均为,已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为60°,不计粒子重力,求: (1)粒子射入电场时的速度大小; (2)O、P两点间的距离应满足的条件; (3)电场强度E0应满足的条件。
(18分)如图1所示,质量为m=2kg的小滑块放在质量为M=1kg的长木板上,已知小滑块与木板间的动摩擦因数为μ1,木板与地面间的动摩擦因数为μ2,开始小滑块和长木板均处于静止状态,现对小滑块施加向右的水平拉力F,水平拉力F随时间的变化规律如图2所示,已知小滑块始终未从长木板上滑下且μ1=0.2,μ2=0.1,g=10m/s2。求: (1)要使两物体保持相对静止,则水平力F不能超过多大? (2)12s内长木板和小滑块的位移。
如图甲所示,固定在水平地面上的光滑圆弧轨道AB,圆弧所对圆心角∠AOB=37°,半径R=1m,圆弧轨道右侧紧贴粗糙水平木板BD,C为BD的中点,木板与圆弧轨道底端恰好等高,已知木板的长度L=0.8m,质量M=2kg,与地面间的动摩擦因数μ=0.2。现将木板固定,将一质量m=1kg,可视为质点的物块从A端由静止释放,恰好能运动到D点。(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8) (1)物体运动到B点时对圆弧轨道的压力大小。 (2)为使物体恰好运动到C点相对木板静止,可以在物块运动到B点时对木板施加一个水平向右的拉力F,F应该多大。 (3)为使物块运动到C点时速度为零,也可以将BD部分以B为轴逆时针转动一锐角,应为多大(假设物块经B点时没有能量损失)。
足够长的平行金属导轨MN、PQ放置在水平面上,处在磁感应强度B =1.00T的竖直方向匀强磁场,导轨M与P间连接阻值为R=0.30Ω的电阻,质量为m=0.5kg的金属棒ab与MP紧贴在导轨上,处于两导轨间的长度L=0.40m、电阻r=0.10Ω,如图所示。现在水平恒定拉力F作用下金属棒ab由静止开始向右运动,其运动距离与时间的关系如下表所示。导轨与金属棒间的动摩擦因数为0.3,导轨电阻不计。g=10m/s2。求:
(1)在4.0s时间内,通过金属棒ab截面的电荷量q; (2)水平恒定拉力F; (3)在7.0s时间内,整个回路产生的电热Q。