如图所示,位于竖直平面上的1/4圆弧轨道AB光滑无摩擦,轨道半径为R,O点为圆心,A点距地面高度为H.质量为m的小球从A点由静止释放,通过B点时对轨道的压力为3mg,最后落在地面C处.不计空气阻力,求:小球通过B点的速度;小球落地点C与B点的水平距离s;比值为多少时,C与B点的水平距离s最大,最大值是多少?
如图所示,在空间有一坐标系xOy,其第一象限内充满着两个匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ,直线OP是它们的边界.区域Ⅰ中的磁感应强度为B,方向垂直于纸面向外;区域Ⅱ中的磁感应强度为2B,方向垂直于纸面向内,边界上的P点坐标为(4L,3L).一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从P点平行于y轴负方向射入区域Ⅰ,经过一段时间后,粒子恰好经过原点O.忽略粒子重力,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,求: (1)粒子从P点运动到O点的时间至少为多少? (2)粒子的速度大小可能是多少?
如图所示,在空间中固定放置一绝缘材料制成的边长为L的刚性等边三角形框架△DEF,DE边上S点处有一发射带正电的粒子源,发射粒子的方向皆在图中截面内且垂直于DE边向下.发射的电荷量皆为q,质量皆为m,但速度v有各种不同的值.整个空间充满磁感应强度大小为B,方向垂直截面向里的均匀磁场.设粒子与△DEF边框碰撞时没有能量损失和电荷量传递.求: (1)带电粒子速度的大小为v时,做匀速圆周运动的半径; (2)带电粒子速度v的大小满足什么条件时,可使S点发出的粒子最终又垂直于DE边回到S点? (3)这些粒子中,回到S点所用的最短时间是多少?
如图所示,质量为0.05kg,长l=0.1m的铜棒,用长度也为l的两根轻软导线水平悬挂在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B=0.5T.不通电时,轻线在竖直方向,通入恒定电流后,棒向外偏转的最大角度θ=37°,求此棒中恒定电流多大?(不考虑棒摆动过程中产生的感应电流,g取10N/kg) 同学甲的解法如下:对铜棒受力分析如图所示: 当最大偏转角θ=37°时,棒受力平衡,有:FTcosθ=mg,FTsinθ=F安=BIl 得I==A=7.5A 同学乙的解法如下:F安做功:WF=Fx1=BIlsin37°×lsin37°=BI(lsin37°)2 重力做功:WG=-mgx2=-mgl(1-cos37°) 由动能定理得:WF+WG=0 代入数据解得:I=A≈5.56A 请你对甲、乙两同学的解法作出评价:若你对两者都不支持,则给出你认为正确的解答.
如图所示,在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4m,质量为6×10-2kg的通电直导线,电流强度I=1A,方向垂直于纸面向外,导线用平行斜面的轻绳拴住不动,整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4T,方向竖直向上的磁场中.设t=0时,B=0,则需要多长时间,斜面对导线的支持力为零?(g取10m/s2)
.2008年9月25日中国“神舟七号”宇宙飞船顺利升空,9月27日,中国宇航员首次实现太空出舱.下一步我国将于2015年发射空间站,设该空间站体积很大,宇航员可以在里面进行多项体育活动,一宇航员在站内玩垒球(万有引力可以忽略不计),上半侧为匀强电场,下半侧为匀强磁场,中间为分界面,电场与分界面垂直,磁场垂直纸面向里,电场强度为E=100V/m,宇航员位于电场一侧距分界面为h=3m的P点,PO垂直于分界面,D位于O点右侧,垒球质量为m=0.1kg,带电量为q=-0.05C,该宇航员从P点以初速度v0=10m/s平行于界面投出垒球,要使垒球第一次通过界面就击中D点,且能回到P点.求: (1)OD之间的距离d. (2)垒球从抛出第一次回到P点的时间t.(计算结果保留三位有效数字)