(12分)如图所示的区域中,左边为垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为 B ,右边是一个电场强度大小未知的匀强电场,其方向平行于OC且垂直于磁场方向.一个质量为m 、电荷量为-q 的带电粒子从P孔以初速度V0沿垂直于磁场方向进人匀强磁场中,初速度方向与边界线的夹角θ=600,粒子恰好从C孔垂直于OC射入匀强电场,最后打在Q点,已知OQ= 2 OC ,不计粒子的重力,求: ( l )粒子从P运动到Q所用的时间 t 。( 2 )电场强度 E 的大小 ( 3 )粒子到达Q点时的动能EkQ
如图所示,在半径为的水平圆板中心轴正上方高为处,水平抛出一小球,圆板作匀速转动。当圆板半径与初速度方向一致时开始抛出小球,要使球与圆板只碰一次,且落点为,则 (1)小球的初速度应为多大; (2)圆板转动的角速度为多大?
如图所示,MN与PQ是两条水平放置彼此平行的金属导轨,质量m=0.2kg,电阻r=0.5Ω的金属杆ab垂直跨接在导轨上,匀强磁场的磁感线垂直于导轨平面,导轨左端接阻值R=2Ω的电阻,理想电压表并接在R两端,导轨电阻不计.t=0时刻ab受水平拉力F的作用后由静止开始向右作匀加速运动,ab与导轨间的动摩擦因数=0.2.第4s末,ab杆的速度为v=1m/s,电压表示数U=0.4V.取重力加速度g=10m/s2. (1)在第4s末,ab杆产生的感应电动势和受到的安培力各为多大? (2)若第4s末以后,ab杆作匀速运动,则在匀速运动阶段的拉力为多大?整个过程拉力的最大值为多大? (3)若第4s末以后,拉力的功率保持不变,ab杆能达到的最大速度为多大? (4)在虚线框内的坐标上画出上述(2)、(3)两问中两种情形下拉力F随时间t变化的大致图线(要求画出0—6s的图线,并标出纵坐标数值).
如图所示,电源电动势E=50V,内阻r=1Ω, R1=3Ω,R2=6Ω.间距d=0.2m的两平行金属板M、N水平放置,闭合开关S,板间电场视为匀强电场.板间竖直放置一根长也为d的光滑绝缘细杆AB,有一个穿过细杆的带电小球p,质量为m=0.01kg、带电量大小为q=1×10-3C(可视为点电荷,不影响电场的分布).现调节滑动变阻器R,使小球恰能静止在A处;然后再闭合K,待电场重新稳定后释放小球p.取重力加速度g=10m/s2.求: (1)小球的电性质和恰能静止时两极板间的电压; (2)小球恰能静止时滑动变阻器接入电路的阻值; (3)小球p到达杆的中点O时的速度.
如图所示,质量为m的木块压缩轻质弹簧静止在O点,水平面ON段光滑,长为L的NN/段粗糙,木块与NN/间的动摩擦因数为.现释放木块,若木块与弹簧相连接,则木块最远到达NN/段中点,然后在水平面上做往返运动,且第一次回到N时速度大小为v;若木块与弹簧不相连接,木块与弹簧在N点即分离,通过N/点时以水平速度飞出,木块落地点P到N/的水平距离为s.求: (1)木块通过N/点时的速度; (2)木块从O运动到N的过程中弹簧弹力做的功; (3)木块落地时速度vp的大小和方向.
如图所示,T形金属支架与固定转轴O相连, AB水平,CO与AB垂直,B端由竖直细线悬吊,AC=CO=0.2m,CB=0.3m,支架各部分质量均匀分布.小滑块质量m=0.5kg,静止于A端时细线恰不受力.现给小滑块初速使其水平向右滑动,滑块与AB间的动摩擦因数=0.5.取重力加速度g=10m/s2,求: (1)支架的重力相对转轴O的力矩; (2)小滑块滑至C点时细线对B的拉力.