放风筝是春天时大人和小孩都爱玩的一项有趣的体育活动,手上牵着线拉着风筝迎风向前跑,就可以将风筝放飞到高处。有一个小朋友将一只质量为m1=0.4kg的风筝放飞到空中后,拉着线的下端以一定的速度匀速跑动时,线恰能与水平面成角保持不变,如图所示,这时小朋友拉住线的力为T=10N,(g取10m/s2,不计风筝所受的浮力)求:(1)风筝所受的风力F。(2)若该小朋友质量为m2=20Kg,则小朋友对地面的压力N。
如图所示,两根足够长的光滑金属导轨,相距为L=10cm,竖直放置,导轨上端连接着电阻R1=1Ω,质量为m=0.01kg、电阻为R2=0.2Ω的金属杆ab与导轨垂直并接触良好,导轨电阻不计。整个装置处于与导轨平面垂直的磁感应强度为B=1T的匀强磁场中。ab杆由静止释放,经过一段时间后达到最大速率,g取10m/s2,求此时:⑴杆的最大速率;⑵ab间的电压;⑶电阻R1消耗的电功率。
某高中物理课程基地拟采购一批实验器材,增强学生对电偏转和磁偏转研究的动手能力,其核心结构原理可简化为题图所示.AB、CD间的区域有竖直向上的匀强电场,在CD的右侧有一与CD相切于M点的圆形有界匀强磁场,磁场方向垂直于纸面.一带正电粒子自O点以水平初速度正对P点进入该电场后,从M点飞离CD边界,再经磁场偏转后又从N点垂直于CD边界回到电场区域,并恰能返回O点.已知OP间距离为,粒子质量为,电荷量为,电场强度大小,粒子重力不计.试求:(1)粒子从M点飞离CD边界时的速度大小;(2)P、N两点间的距离;(3)磁感应强度的大小和圆形有界匀强磁场的半径.
如图所示,在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨,导轨间距为L=0.2m,长为2d,d=0.5m,上半段d导轨光滑,下半段d导轨的动摩擦因素为μ=,导轨平面与水平面的夹角为θ=30°.匀强磁场的磁感应强度大小为B=5T,方向与导轨平面垂直.质量为m=0.2kg的导体棒从导轨的顶端由静止释放,在粗糙的下半段一直做匀速运动,导体棒始终与导轨垂直,接在两导轨间的电阻为R=3Ω,导体棒的电阻为r=1Ω,其他部分的电阻均不计,重力加速度取g=10m/s2,求:(1)导体棒到达轨道底端时的速度大小;(2)导体棒进入粗糙轨道前,通过电阻R上的电量q;(3)整个运动过程中,电阻R产生的焦耳热Q.
如图所示,U形导轨固定在水平面上,右端放有质量为m的金属棒ab,ab与导轨间的动摩擦因数为μ,金属棒与导轨围成正方形,边长为L,金属棒接入电路的电阻为R,导轨的电阻不计.从t=0时刻起,加一竖直向上的匀强磁场,其磁感应强度随时间的变化规律为B=kt,(k>0),设金属棒与导轨间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力.(1)求金属棒滑动前,通过金属棒的电流的大小和方向;(2)t为多大时,金属棒开始移动?(3)从t=0时刻起到金属棒开始运动的过程中,金属棒中产生的焦耳热多大?
如图所示,在x轴上方有磁感应强度为B的匀强磁场,一个质量为m,电荷量为的粒子,以速度v从O点射入磁场,已知,粒子重力不计,求:(1)粒子的运动半径,并在图中定性地画出粒子在磁场中运动的轨迹;(2)粒子在磁场中运动的时间;(3)粒子经过x轴和y轴时的坐标.