如图所示,水平地面与一半径为的竖直光滑圆弧轨道相接于B点,轨道上的C点位置处于圆心O的正下方.距地面高度为的水平平台边缘上的A点,质量为m的小球以的速度水平飞出,小球在空中运动至B点时,恰好沿圆弧轨道在该点的切线方向滑入轨道.小球运动过程中空气阻力不计,重力加速度为g ,试求:(1)圆弧BC段所对的圆心角θ;(2)小球滑到C点时,对圆轨道的压力.
如图甲所示,正方形导线框abcd匀速穿过一匀强磁场区域。磁场区域的宽度为L、磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外;导线框的电阻为R,边长为2L,在穿过磁场的整个过程中,导线框ab、cd两边始终保持与磁场边界平行,导线框平面始终与磁场方向垂直;导线框的速度大小为v,方向垂直于cd边,规定电流沿。为正方向。 (1)请在图乙中作出cd边进人磁场到ab边离开磁场的过程中,导线框中感应电流随位移变化的i—x图像;(标出纵坐标的值) (2)求在上述过程中导线框所产生的焦耳热Q。
如图18所所示,矩形线圈abcd长、宽为,匝数为,在磁感应强度的匀强磁场中绕其轴线以角速度做匀速转动: (1)求线圈中交变电动势的最大值和有效值? (2)求此交变电动势的周期? (3)从图中位置开始计时,求末线圈内的电动势?
如图所示,质量为m的木块放在轻弹簧上,与弹簧一起在竖直方向上做简谐运动。当振幅为A时,物体对弹簧最大的压力是物体重力的1.5倍,则 (1)物体对弹簧的最小弹力是多大? (2)要使物体在振动中不离开弹簧,振幅不能超过多大。
如图甲所示,光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上,两导轨间距L=0.30 m.导轨电阻忽略不计,其间连接有固定电阻R=0.40 Ω.导轨上停放一质量m=0.10 kg、电阻r=0.20 Ω的金属杆ab,整个装置处于磁感应强度B=0.50 T的匀强磁场中,磁场方向竖直向下.用一外力F沿水平方向拉金属杆ab,使之由静止开始运动,电压传感器可将R两端的电压U即时采集并输入电脑,获得电压U随时间t变化的关系如图乙所示. (1)利用上述条件证明金属杆做匀加速直线运动,并计算加速度的大小; (2)求第2 s末外力F的瞬时功率; (3)如果水平外力从静止开始拉动杆2 s所做的功W=0.35 J,求金属杆上产生的焦耳热.
如图甲所示,宽度为d的竖直狭长区域内(边界为L1、L2),存在垂直纸面向里的匀强磁场和竖直方向上的周期性变化的电场(如图7乙所示),电场强度的大小为E0,E>0表示电场方向竖直向上.t=0时,一带正电、质量为m的尘埃从左边界上的N1点以水平速度v射入该区域,沿直线运动到Q点后,做一次完整的圆周运动,再沿直线运动到右边界上的N2点.Q为线段N1N2的中点,重力加速度为g.上述d、E0、m、v、g为已知量. (1)求微粒所带电荷量q和磁感应强度B的大小; (2)求电场变化的周期T; (3)改变宽度d,使微粒仍能按上述运动过程通过相应宽度的区域,求T的最小值.