(12分)如图所示,光滑的U形金属导轨MNN′M′水平的固定在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B,导轨的宽度为L,其长度足够长,M′、M之间接有一个阻值为R的电阻,其余部分电阻不计.一质量为m、电阻也为R的金属棒ab恰能放在导轨之上,并与导轨接触良好.给棒施加一个水平向右的瞬间作用力,棒就沿轨道以初速度v0开始向右滑行.求:(1)开始运动时,棒中的瞬时电流i和棒两端的瞬时电压u分别为多大?(2)当棒的速度由v0减小到v0/10的过程中,棒中产生的焦耳热Q是多少?
如图所示,长12m质量为50kg的木板右端有一立柱.木板置于水平地面上,木板与地面间的动摩擦因数为0.1,质量为50kg的人立于木板左端,木板与人均静止,当人以 4m/ s2 的加速度匀加速向右奔跑至板的右端时,立刻抱住立柱,(取g=10m/s2)试求:人在奔跑过程中受到的摩擦力的大小.人在奔跑过程中木板的加速度.人从开始奔跑至到达木板右端所经历的时间.
如图所示,真空有一个半径r=0.5 m的圆形磁场,与坐标原点相切,磁场的磁感应强度大小B=2×10-3 T,方向垂直于纸面向里,在x=r处的虚线右侧有一个方向竖直向上的宽度为L1=0.5 m的匀强电场区域,电场强度E=1.5×103 N/C。在x="2" m处有一垂直x方向的足够长的荧光屏,从O点处向不同方向发射出速率相同的荷质比=1×109 C/kg带正电的粒子,粒子的运动轨迹在纸面内,一个速度方向沿y轴正方向射入磁场的粒子,恰能从磁场与电场的相切处进入电场。不计重力及阻力的作用。求:粒子进入电场时的速度和沿y轴正方向射入的粒子在磁场中运动的时间?速度方向与y轴正方向成30°(如图中所示)射入磁场的粒子,离开磁场时距x轴的距离是多大?求最后打到荧光屏上,求该发光点的位置坐标。
在半径的某星球表面,宇航员做了如下实验,实验装置如图甲所示,竖直平面内的光滑轨道由轨道AB和圆弧轨道BC组成,将质量的小球从轨道AB上高H处的某点静止滑下,用力传感器测出小球经过C点时对轨道的压力F,改变H的大小,可测出相应F的大小,F随H的变化如图乙所示。求:圆轨道的半径。该星球表面的重力加速度多大。该星球的第一宇宙速度。
如下图所示,在y=0和y=2m之间有沿着x轴方向的匀强电场,MN为电场区域的上边界,在x轴方向范围足够大。电场强度的变化如图所示,取x轴正方向为电场正方向。现有一个带负电的粒子,粒子的比荷q/m=1×102C/kg为,在t=0时刻以速度Vo=50m/s从O点沿y轴正方向进入电场区域,不计粒子重力。求:粒子通过电场区域的时间;粒子离开电场时的位置坐标;粒子离开电场区域时的速度大小和方向。